模壓法消減7A85鋁合金接頭模鍛件液火殘余應(yīng)力研究.pdf

1、7A85鋁合金支撐接頭作為支撐飛機(jī)機(jī)翼的重要承力件，需要經(jīng)過(guò)淬火強(qiáng)化以提高其強(qiáng)度、韌度、耐腐蝕、抗疲勞等綜合力學(xué)性能。淬火殘余應(yīng)力可引起構(gòu)件變形甚至開(kāi)裂，目前已成為生產(chǎn)研究面臨的重大難題之一。本文分析了7A85鋁合金大飛機(jī)接頭鍛件淬火殘余應(yīng)力形成過(guò)程與演變規(guī)律，提出了局部模壓法消減淬火殘余應(yīng)力，并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)開(kāi)展7A85鋁合金熱物性參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，獲得了7A85鋁合金在20℃-500℃的比熱、

2、熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等材料參數(shù)，為7A85鋁合金鍛件殘余應(yīng)力仿真分析提供了基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)。
　　(2)依據(jù)傳熱學(xué)與熱彈塑性力學(xué)理論，建立了7A85鋁合金模鍛件淬火過(guò)程的數(shù)學(xué)模型和有限元仿真模型，并借助ABAQUS有限元仿真軟件進(jìn)行淬火應(yīng)力場(chǎng)與溫度場(chǎng)的分析。結(jié)果表明:鍛件淬火后呈現(xiàn)“外壓內(nèi)拉”的應(yīng)力分布狀態(tài)，殘余應(yīng)力集中部位主要是圓角及筋板和腹板相交處，應(yīng)力較大值主要分布在200-400MPa之間;鍛件淬火后最大變形量1mm，淬火變

3、形量較小。
　　(3)依據(jù)彈塑性力學(xué)理論，建立了7A85鋁合金模鍛件模壓冷變形數(shù)學(xué)模型，結(jié)合鍛件淬火殘余應(yīng)力分布規(guī)律，設(shè)計(jì)出局部模壓模具并進(jìn)行模壓仿真。研究表明:對(duì)本文模鍛件施加3％的模壓量進(jìn)行模壓冷變形為宜，可消減50％-80％的淬火殘余應(yīng)力。
　　(4)采用7A85鋁合金材料制備了100×60×40mm長(zhǎng)方形試件，采用與模鍛件仿真相同的工藝過(guò)程進(jìn)行淬火及模壓冷變形實(shí)驗(yàn)，并分別在淬火及模壓后采用X射線(xiàn)衍射儀測(cè)量其殘余應(yīng)力，