鋁合金厚板淬火過程及預(yù)拉伸熱—力仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高強(qiáng)高韌、低殘余應(yīng)力的7075鋁合金預(yù)拉伸板是現(xiàn)代航空、武器裝備工業(yè)必不可少的關(guān)鍵材料。這種合金經(jīng)過固溶熱處理、淬火及后續(xù)的時(shí)效強(qiáng)化后大大提高了其強(qiáng)度。然而快速冷卻雖然保證了合金良好的力學(xué)性能，但溫度梯度會(huì)造成很高的殘余應(yīng)力，降低冷卻速度會(huì)減小殘余應(yīng)力，但也降低了其力學(xué)性能。因此，在保證鋁合金厚板的力學(xué)性能的同時(shí)，又能大幅度的減少淬火殘余應(yīng)力成為其研制過程中一個(gè)亟待解決的問題。預(yù)拉伸是一種消除淬火殘余應(yīng)力最簡單有效的方法之一，即在淬火時(shí)

2、效前給予厚板1.0％-3.0％的總伸長量。 學(xué)位論文的主要研究內(nèi)容為： （1）根據(jù)傳熱學(xué)基本微分方程，建立大型鋁板一維熱傳導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB軟件編制了求解換熱系數(shù)的程序，并把所求解的換熱系數(shù)作為溫度場(chǎng)仿真中的對(duì)流換熱邊界條件。 （2）借助有限元分析軟件MSC.Marc，建立了7075鋁合金厚板的溫度場(chǎng)、內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)、以及預(yù)拉伸的計(jì)算機(jī)模型，模擬過程考慮了材料特性隨溫度變化的影響。 （3）用有限元的

3、方法，探明了預(yù)拉伸對(duì)消除7075高強(qiáng)度鋁合金厚板淬火殘余應(yīng)力的作用規(guī)律。對(duì)不同的拉伸工藝進(jìn)行了分析并計(jì)算了不同初始條件下的殘余應(yīng)力消減率。預(yù)拉伸不僅可以消除軋制方向的殘余應(yīng)力，而且可使橫向方向的殘余應(yīng)力也有較大幅度降低。 （4）對(duì)預(yù)拉伸板的等效應(yīng)變分布云圖的分析表明：7075鋁合金預(yù)拉伸板遠(yuǎn)離鉗口區(qū)塑性應(yīng)變分布均勻（約等于各個(gè)拉伸量），靠近鉗口區(qū)應(yīng)變分布不均并且變化劇烈。根據(jù)塑性應(yīng)變分布云圖可以很容易確定應(yīng)變大于3.0％的區(qū)域，