5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究

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1、工学硕士学位论文5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究INVESTIGATIONONHYDRO-FORMINGOF5A06ALUMINUMALLOYDOUBLE-LAYERSHEETS董浩哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG306学校代码：10213国外图书分类号：621.774.8密级：公开工学硕士学位论文5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究硕士研究生：董浩导师：徐永超教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料成形工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位

2、：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG306U.D.C:621.774.8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringINVESTIGATIONONHYDRO-FORMINGOF5A06ALUMINUMALLOYDOUBLE-LAYERSHEETSCandidate:DongHaoSupervisor:Prof.XuYongchaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:M

3、aterialsProcessingEngineeringAffiliation:SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要运载火箭推进剂贮箱的箱底形状通常为椭球曲面，其制造路径主要是先成形出瓜瓣件，再拼焊成整体箱底。由于瓜瓣件成形精度低、回弹大，强制装配焊接容易产生高水平焊接残余应力，承压能力差

4、、可靠性低。因此，通过充液拉深技术成形整体箱底是提高可靠性的有效途径。对于超薄壁厚铝合金椭球形曲面箱底件，由于厚径比小、抗失稳能力差，通过单独提高充液室压力增加径向拉应力，容易导致悬空区发生破裂，切向压应力作用下的悬空区失稳起皱无法克服。为了解决此类超大尺寸、超薄壁厚的复杂曲面存在的起皱难题，本课题提出了双层板充液拉深成形方法。通过数值模拟和实验结合的方法对5A06铝合金双层板充液拉深变形机理和缺陷机制进行深入研究。利用静力隐式软件MSC.Marc2011分析不同厚度的5A06铝合金板料在单层板、

5、双层板不同成形方法以及不同液压加载路径条件下的成形效果，分析板料在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、成形过程中的摩擦应力状态以及应变规律。通过实验进一步验证双层板充液拉深成形薄壁复杂曲面件的可行性，同时分析成形件在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、纵向回弹规律以及局部典型区域的应变规律。最后，得出不同成形方法、不同液压加载路径对板料成形效果的影响规律，并总结出不同厚度的5A06铝合金板料零件的成形条件。关键词：5A06铝合金；充液拉深；椭球曲面；双层板；起皱；壁厚分布I哈尔滨工业大学工学硕士学

6、位论文AbstractForarockettankbottom,ithasanellipsoidalshape.Usually,somesegmentedpartslikeamelonpetalareformed,andthenweldedintoawholetankbottom.Theformingofmelonpetalhassomeshortcomings,suchasthelowprecisionandthelargespringbackandhighresidualstressbywel

7、ding.Ithasapoorbearingcapacityandalowreliability.Therefore,sheethydro-formingtechnologyisaneffectivewaytoformthewholetankbottomandimprovethereliability.Fortheultra-thinwalledaluminumalloyellipsoidaltankbottom,thethicknesstodiameterratioissmall,andit’s

8、antiinstabilitycapabilitypoor.Duetotheover-largetangentialcompressivestress,itiseasytowrinkleattheunsupportingarea.Itresultsinaruptureattheunsupportingareaifchamberpressureisincreased.Inordertosolvetheaboveproblemforthetankbottomwithacomplexcu