車用非熱處理鋁合金板件的溫成形性能分析
2017-12-06 07:31:30王淼
汽車文摘 2017年6期
關鍵詞：有限元
車用非熱處理鋁合金板件的溫成形性能分析
隨著汽車燃油效率和安全需求的增加，驅動汽車行業制造出各種復雜形狀的輕量化車身。其中，鋁合金材料因其具有較高的比強度和耐腐蝕性，在汽車覆蓋件和薄壁零部件上得到了廣泛應用。由于鋁合金材料在室溫下的沖壓成形性較差，因而需要改進鋁合金材料的沖壓成形過程。鋁合金溫成形技術的提出，為鋁合金材料的應用提供了解決方案。鋁合金材料的種類較多，包含能夠進行熱處理的種類和不能進行熱處理的種類。溫成形技術能夠直接應用到可以熱處理的鋁合金材料上，對其是否能夠應用在不能進行熱處理的鋁合金材料上還需要進行可行性研究。
溫成形技術是指通過對沖頭和模具進行加熱，對冷軋鋁合金板件進行沖壓成形。選擇厚度1.0mm不能進行熱處理的鋁合金材料AA5754-H22，通過試驗對溫成形技術在其上應用的可行性進行分析。采用一臺沖頭和模具可以獨立加熱的100t液壓沖壓機對AA5754-H22鋁合金板件進行溫成形沖壓處理。沖壓前，采用兩臺功率350W的筒式電阻加熱器分別對沖頭和模具進行加熱，通過K形電偶對沖頭和模具的溫度進行測量，實現反饋控制，將沖頭溫度控制在30℃、模具溫度控制在200℃。觀察沖壓成形后板件的表面特征。同時，在有限元軟件中建立AA5754-H22鋁合金板件的非等溫拉伸熱機械有限元模型，結合Barlat-89屈服理論，使用溫度各向異性系數和Cowper–Symonds硬化模型仿真AA5754-H22鋁合金板件的溫成形性能。仿真結果表明，溫成形工藝試驗下形成的沖壓件具有較高的凹陷深度，且在成形板件的邊部沒有發現分裂，內部沒有出現局部變薄，有限元分析結果與試驗結果相同。因而，認為對不能進行熱處理的鋁合金材料進行溫成形沖壓是可行的。
刊名：Journal of Manufacturing Science and Engineering（英）
刊期：2017年第139期
作者：Sudhy S.Panicker et al
編譯：王淼
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