板材温热介质胀形关键技术及试验装置研究

admin · 发表于 2022-9-1 18:48:24

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雅宝题库解析：
随着当今环境污染与资源短缺等题目的日益突出，世界各国都在积极开展对许多新型轻质材料，如铝合金、镁合金、钛合金等的开发使用工作。其中，铝镁合金由于拥有众多优异性能，在各工业部门得到越来越多的应用。但由于其在室温条件下较差的成形性能，严重制约了该类材料的应用与推广，迫切需要有新的成形工艺提高其成形性能。研究表明，当加工温度升高到一定温度后，铝镁合金材料的成形性能会获得大幅度提升。温热介质充液成形技术作为近年来在学术界受到极大关注的一种新型成形技术，兼具了温热成形技术及充液成形技术的双重优势。研究铝镁合金在该工艺中的成形规律，将对提升包括此类材料在内的众多室温难成形材料的成形性能，产生十分重要的现实意义。借助在20℃~300℃的温度范围内和不同应变速率下获得的单向拉伸试验数据，研究了5A06-O铝镁合金板材温热条件变形规律。结合与温度相关的高温软化因子，建立了适用于该材料温热条件下的本构关系模型。随后借助该本构关系对板材温热介质胀形典型工艺的成形机理进行了研究，获得了相关成形规律。基于Swift分散性失稳理论与Hill集中性失稳理论讨论了该板材的失稳控制，获得了其成形极限判定方法。结合5A06铝镁合金板材温热介质胀形试验，借助有限元方法，分别对温度、应变速率、胀形凹模圆角半径等参数对典型件温热介质胀形成形性能的影响进行了研究，并与试验结果进行了比较。结果表明该材料在200℃~300℃温度下，材料软化现象明显，纯胀形高度可达常温时的2.4倍。将模拟结果与成形机理理论推导及成形极限规律进行比较，验证了所得规律的可靠性。根据板材温热介质胀形试验需求，完成了板材温热介质胀形试验装置的设计工作，为温热介质成形工艺的研究建立了试验平台。其中，结合有限元模拟，对关键部件进行了强度校核及温度场研究，完成了装置与成形模具的结构设计，获得了合理的控温方法，选定各种液压元器件完成了整套装置的液压控制系统的设计。最后基于西门子S7-200 PLC控制器与WinCC监控软件，完成了试验装置的全部自动控制系统的设计工作。

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