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LY12CZ铝合金材料的时效成形理论与试验研究

专 业: 航空宇航制造工程
关键词: 时效成形 应力松弛 正交试验 线性回归 回弹预测
分类号: V252.22
形 态: 共 116 页 约 75,980 个字 约 3.634 M内容
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内容摘要


时效成形方法用于飞机机翼生产始于二十世纪八十年代中期,迄今国外已取得显著的成果,但在国内尚未得到工程化应用,主要原因是缺乏基础研究,工件回弹量不易确定和修正,成形质量不稳定。

本文在总结前人工作的基础上,采用MAXWELL应力松弛模型对时效成形过程进行力学分析,通过Lagrange插值法得到松弛时间因子τ,从模拟曲线图2.8可以看出,Maxwell应力松弛模型的拟合结果与试验数据的偏差较大,但基本反映时间对成形的影响趋势,对进一步的理论研究有一定的启发作用。

在理论研究基础上,设计了LY12CZ铝合金小曲率圆弧弯曲的时效成形试验,有针对性地研究模具相对半径R_t/h、时效温度T、保温时间t三个主要因素对回弹的影响,得到三个因素对回弹影响的主次顺序,以及各因素对回弹的回归模型,最终得到综合多因素的回弹计算公式。

大量试验表明,回弹与时间的对数Int存在线性关系;回弹的对数InP与温度的倒数1/T-T_m存在线性关系。

文中提出了回弹临界条件的概念,结合材料微观结构的变化,分析不同成形条件对LY12CZ铝合金强度σ_0.2、σ_h的影响,指出选取最优成..……

全文目录


摘要
目录
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 时效成形的发展概况
1.2.1 时效成形理论研究
1.2.2 时效成形机理研究
1.2.3 时效成形在航空工业的应用
1.3 时效成形机理
1.3.1 合金微观组织变化
1.3.2 位错热激活理论
1.4 时效成形的工艺特点
1.4.1 时效成形的工艺流程
1.4.2 简单时效成形工装
1.4.3 热压罐中时效成形
1.5 论文的研究内容
第2章 时效成形应力松弛分析
2.1 基本概念
2.1.1 人工时效
2.1.2 应力松弛与蠕变
2.1.3 时效成形
2.2 金属应力松弛特性
2.2.1 等温应力松弛曲线
2.2.2 松弛极限
2.2.3 应力应变关系
2.3 时效成形过程分析
2.3.1 时效成形过程描述
2.3.2 Maxwell粘弹性模型
2.3.3 弹性弯曲应力应变分析
2.3.4 Euler-Bernoulli梁
2.3.5 时效成形回弹分析
2.3.6 Lagrange插值法
第3章 LY12CZ铝合金时效成形试验
3.1 前言
3.2 目标函数与变量
3.2.1 成形效率
3.2.2 回弹百分比
3.2.3 成形工艺参数
3.3 试验准备
3.3.1 试验材料
3.3.2 试验试件
3.3.3 模具及夹紧装置
3.3.4 试验仪器与设备
3.4 试验方案的设计
3.4.1 试验设计概念
3.4.2 正交试验设计原理
3.4.3 时效成形试验方案
3.5 试验步骤
3.5.1 准备
3.5.2 加载
3.5.3 时效
3.5.4 冷却卸载
3.5.5 外形测量
3.5.6 数据处理
3.6 测量数据拟合
3.6.1 最小二乘圆算法
3.6.2 计算公式推导
3.6.3 算例
第4章 时效成形工艺参数研究
4.1 前言
4.2 回归算法与模型检验
4.2.1 一元线性回归算法
4.2.2 多元线性回归算法
4.2.3 F检验
4.3 试验结果及分析
4.3.1 试验结果
4.3.2 极差分析
4.3.3 确定因素的主次顺序
4.4 工艺参数对回弹的影响
4.4.1 模具半径的回归模型
4.4.2 时效温度的回归模型
4.4.3 保温时间的回归模型
4.5 回弹试验模型
4.5.1 与模具半径有关的时间-回弹模型
4.5.2 与模具半径有关的温度-回弹模型
4.5.3 同模具半径的温度-时间关系模型
4.5.4 回弹计算公式
4.5.5 计算结果与试验结果比较
4.5.6 回弹曲线图
第5章 试验模型的应用与成形条件的选取
5.1 前言
5.2 模具半径的推算方法
5.2.1 Newton-Raphson迭代算法
5.2.2 程序流程与实现
5.2.3 算例
5.3 材料性能的变化
5.3.1 材料常温力学性能试验
5.3.2 时效温度对性能的影响
5.3.3 保温时间对性能的影响
5.4 优化成形条件
5.4.1 回弹临界条件
5.4.2 选取最优的成形条件
5.5 应用实例
5.5.1 单曲率时效成形
5.5.2 变曲率时效成形
5.5.3 S形曲面时效成形
第6章 结束语

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中图分类: > V252.22 > 航空、航天 > 航空 > 航空用材料 > 金属材料

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