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锻压技术:6111铝合金温成形数值模拟研究

2023-09-04
摘要:本文研究6111铝合金在温成形条件下的摩擦特性,应用正交实验分析板料初始温度、冲压速度及法向载荷对板料摩擦特性的影响,采用 CFT-I 型摩擦磨损测试仪测量不同工艺条件下的摩擦系数,确定最优的工艺参数组合,并对最优参数进行仿真与实验验证。

  【作 者】夏建生;陈德茂;窦沙沙

  【前 言】

  随着全球气候变暖、化石能源储量的日益减少以及可持续发展国家战略的提出,汽车轻量化是实现节能减排的有效方法之一,其已成为全球汽车生产者重点研究的方向和目标[1]。铝合金因其具有密度比钢铁小、耐腐蚀性好、比强度高、可回收利用率高、抗冲击性能好以及良好的加工成形性能等优点,且全球储量相对丰富,因此,是替代传统钢材实现汽车减重的主要轻量化材料之一,在汽车、航空及电子等领域已得到了越来越广泛的应用[2-4]。

  本文研究6111铝合金在温成形条件下的摩擦特性,应用正交实验分析板料初始温度、冲压速度及法向载荷对板料摩擦特性的影响,采用 CFT-I 型摩擦磨损测试仪测量不同工艺条件下的摩擦系数,确定最优的工艺参数组合,并对最优参数进行仿真与实验验证。

  【结 论】

  (1)通过正交实验研究表明: 摩擦系数随着板料初始温度的升高先减小、后增大,随着法向载荷的增加而增大,随着冲压速度的增大而减小。

  (2)铝合金热冲压成形过程中,最先与模具接触的法兰边温度最低,U 形件的底面温度较高,为避免板料温度下降过快,可对模具进行预热或采用高速成形设备。

  (3)零件的应力、应变分布规律基本相同,侧壁区域的应力、应变较大,凸模和凹模圆角处次之,法兰边和底部较小。

  (4)零件的最大减薄发生在侧壁区域,其法兰边和底面基本无变化,均在减薄允许的范围内,满足成形质量要求,验证了仿真模型的可靠性。

  以下是正文:

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