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基于机器学习嵌接有限元的蠕变时效成形全过程形性演变预测
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作者 雷超 李小龙 +4 位作者 刘君 边天军 李恒 贾磊 唐文亭 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-70,共11页
针对蠕变时效成形中存在的蠕变变形和时效强化动态交互耦合作用导致成形精度难以准确预测和控制问题,提出了一种基于机器学习的方法来预测蠕变时效过程中的形性演变。利用单向拉伸蠕变时效实验数据训练神经网络(NN)模型,用以描述蠕变时... 针对蠕变时效成形中存在的蠕变变形和时效强化动态交互耦合作用导致成形精度难以准确预测和控制问题,提出了一种基于机器学习的方法来预测蠕变时效过程中的形性演变。利用单向拉伸蠕变时效实验数据训练神经网络(NN)模型,用以描述蠕变时效本构关系。对比统一本构模型、反向传播NN(BPNN)模型、粒子群优化BPNN(PSO-BPNN)模型、遗传算法优化BPNN(GA-BPNN)模型对形性演变的预测效果,发现GA-BPNN和PSO-BPNN模型分别对蠕变应变和屈服强度具有较高的拟合精度。通过子程序将NN模型与有限元程序嵌接,实现了蠕变时效成形全过程的模拟,预测了铝合金板材蠕变变形和屈服强度的演变。针对回弹,相较于统一本构模型26.5%的误差,GA-BPNN模型的预测精度有较大提高,误差仅为5.1%。证明了采用机器学习的方法探寻蠕变时效本构关系并通过BPNN模型嵌接有限元模拟实现形性演变精确预测具有可行性。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 性演变 机器学习 神经网络 有限元
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蠕变时效成形技术研究现状与发展趋势 被引量:74
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作者 曾元松 黄遐 黄硕 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1-8,共8页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章从蠕变时效成形基本原理以及成形特点出发,重点阐述了基于零件回弹补偿的工装外型面的优化技术、成形工装、蠕变时效成形过程对零件材料微观组织... 蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章从蠕变时效成形基本原理以及成形特点出发,重点阐述了基于零件回弹补偿的工装外型面的优化技术、成形工装、蠕变时效成形过程对零件材料微观组织性能的影响和新型可时效成形铝合金的开发及应用等关键技术的研究进展及发展趋势,并针对我国大飞机的研制需求,结合国内现有研究基础和水平,提出了我国开展蠕变时效成形技术研究的建议。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 整体壁板 铝合金
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7055铝合金加筋板蠕变时效成形有限元仿真 被引量:10
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作者 湛利华 许晓龙 +1 位作者 贾树峰 阳凌 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2104-2109,共6页
基于铝合金时效成形机理的蠕变统一本构方程,应用大型商业化有限元软件MSC.Marc,对其进行二次开发,实现7055铝合金加筋板蠕变时效成形过程仿真模拟,结合ATOS Professional软件分析加筋板成形后回弹率,并通过实验研究验证仿真结果的正确... 基于铝合金时效成形机理的蠕变统一本构方程,应用大型商业化有限元软件MSC.Marc,对其进行二次开发,实现7055铝合金加筋板蠕变时效成形过程仿真模拟,结合ATOS Professional软件分析加筋板成形后回弹率,并通过实验研究验证仿真结果的正确性。结果表明:单纯静力加载后加筋板的回弹量为16.14%,而经过蠕变时效后加筋板的回弹量降低为10.34%,筋条对构件蒙皮的回弹起到一定的抑制作用;蠕变时效后加筋板的几何形状是由筋板的塑性变形与构件的蠕变应变共同决定的。 展开更多
关键词 7055铝合金 蠕变时效成形 有限元仿真 回弹
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筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析 被引量:7
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作者 黎俊初 邹唤 +2 位作者 熊洪淼 谭险峰 常春 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期24-27,共4页
蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合... 蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。 展开更多
关键词 LY12铝合金 蠕变时效成形 蠕变试验 本构方程 有限元分析
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2324铝合金蠕变时效成形有限元分析 被引量:14
5
作者 黄硕 曾元松 黄遐 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期129-133,共5页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。该成形方法适于成形可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形和结构的整体壁板构件,被认为是下一代大型民用飞机特别重要的金属成形工艺之一。文... 蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。该成形方法适于成形可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形和结构的整体壁板构件,被认为是下一代大型民用飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章根据蠕变试验数据,确定了2324铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS/Standard,通过编写蠕变子程序,对2324铝合金板单曲率弯曲、蠕变和回弹进行了有限元分析。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 蠕变试验 有限元分析
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铝合金2324蠕变时效成形试验研究 被引量:11
6
作者 黄遐 曾元松 黄硕 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期136-139,共4页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影... 蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,为实际工艺参数的优化以及回弹预测提供参考。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 铝合金 回归分析
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振动对7055铝合金蠕变时效成形的影响 被引量:5
7
作者 王宇 邓运来 +1 位作者 康建可 张劲 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期81-85,共5页
采用自制单曲率蠕变成形模具和振动试验平台,在淬火态7055铝合金板材蠕变时效成形过程中引入振动作用。研究了成形曲率、温度与振动方式对试样回弹量、力学性能和微观组织的影响。结果表明:在一定时间范围内,振动蠕变成形加速应力松弛,... 采用自制单曲率蠕变成形模具和振动试验平台,在淬火态7055铝合金板材蠕变时效成形过程中引入振动作用。研究了成形曲率、温度与振动方式对试样回弹量、力学性能和微观组织的影响。结果表明:在一定时间范围内,振动蠕变成形加速应力松弛,降低回弹量;促进铝合金的强化相析出且分布更加弥散;提高强度。在本文的试验条件下(120℃/24h),引入振动使峰值时效试样的强度提高7%,回弹量降低12.3%。 展开更多
关键词 振动蠕变时效成形 回弹 微观组织 7055铝合金
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带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验 被引量:8
8
作者 贾树峰 湛利华 许晓龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期80-83,共4页
以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板... 以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 带筋壁板 回弹量
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7075铝合金蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响 被引量:4
9
作者 刘大海 谢永鑫 +1 位作者 黎俊初 宗崇文 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期5-8,70,共5页
对7075铝合金进行了蠕变时效成形试验,通过正交试验分析了时效温度、保温时间和模具半径等工艺参数对该铝合金蠕变时效成形后回弹的影响。结果表明:蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响程度由大到小的顺序为时效温度、保温时间、模具半径... 对7075铝合金进行了蠕变时效成形试验,通过正交试验分析了时效温度、保温时间和模具半径等工艺参数对该铝合金蠕变时效成形后回弹的影响。结果表明:蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响程度由大到小的顺序为时效温度、保温时间、模具半径;当时效温度为190℃、保温时间为15h、模具半径为300mm时,7075铝合金成形效率最高,回弹率最小,为29.43%;在其它工艺参数一定时,回弹率随时效温度的升高而降低,随保温时间的延长先快速下降然后逐渐趋于稳定。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 7075铝合金 正交试验 回弹率
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时效制度对7055铝合金弯曲蠕变时效成形的影响 被引量:2
10
作者 邓运来 尹喜生 +2 位作者 张劲 张新明 吴波 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期86-91,共6页
采用自制的单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7055铝合金板材进行系列蠕变时效成形试验。测得不同时效制度下试样的回弹量、力学性能与微观组织,并与人工时效试样进行了对比分析。结果表明,回弹量随着时效时间的延长和时效温度的升高而降低,... 采用自制的单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7055铝合金板材进行系列蠕变时效成形试验。测得不同时效制度下试样的回弹量、力学性能与微观组织,并与人工时效试样进行了对比分析。结果表明,回弹量随着时效时间的延长和时效温度的升高而降低,但回弹极限基本不受影响;弯曲蠕变时效试样较人工时效试样具有较高的强化效果和电导率;弯曲蠕变时效后试样的晶粒尺寸和形状与人工时效试样无明显区别,但其析出相则比人工时效试样细小和密集。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 回弹 微观组织 7055铝合金
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7B04铝合金厚板蠕变时效成形有限元分析 被引量:12
11
作者 黄霖 万敏 +2 位作者 黄硕 迟彩楼 季秀升 《航空制造技术》 2007年第z1期484-487,共4页
蠕变时效成形是一种针对制造大型飞机整体壁板零件而开发的成形工艺.该工艺基于材料在适当温度下能同时进行人工时效和蠕变,从而引发应力松弛,使得成形后零件的力学性能好且生产成本低.根据试验数据确定了铝合金材料蠕变本构方程中的材... 蠕变时效成形是一种针对制造大型飞机整体壁板零件而开发的成形工艺.该工艺基于材料在适当温度下能同时进行人工时效和蠕变,从而引发应力松弛,使得成形后零件的力学性能好且生产成本低.根据试验数据确定了铝合金材料蠕变本构方程中的材料常数,并应用商业化有限元软件ABAQUS分析了7B04铝合金厚板的弯曲蠕变过程及回弹效应. 展开更多
关键词 蠕变时效成形 蠕变试验 本构方程 有限元
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铝合金7075蠕变时效成形回弹规律 被引量:6
12
作者 黄遐 曾元松 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期79-82,共4页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通... 蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金7075为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,进行的工艺试验验证结果表明,运用该回归方程可以对蠕变时效成形后零件的回弹率进行预测。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 铝合金 回归分析 回弹
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7075铝合金蠕变时效成形过程数值模拟 被引量:7
13
作者 黄遐 曾元松 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期51-54,共4页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章运用有限元对成形过程进行数值模拟,就成形过程中的应力应变分布、主要成形参数对回弹的影响进行分析,为实际工艺参数的确定及优化提供参考。
关键词 蠕变时效成形 整体壁板 铝合金
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蠕变时效成形工艺参数多目标优化 被引量:1
14
作者 甘忠 张尧 +2 位作者 冯爽 王亚茹 梁森森 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第7期1116-1123,共8页
提出了一种综合运用试验设计、响应曲面法及多目标优化的工艺参数优化方法,以成形效率和时效后材料的屈服强度为试验指标,以时效温度、时效时间和应力为试验变量,按Box-Behnken试验设计方案进行试验;利用试验结果构造试验指标和试验变... 提出了一种综合运用试验设计、响应曲面法及多目标优化的工艺参数优化方法,以成形效率和时效后材料的屈服强度为试验指标,以时效温度、时效时间和应力为试验变量,按Box-Behnken试验设计方案进行试验;利用试验结果构造试验指标和试验变量间的响应曲面并对其分析;结合响应曲面建立多目标优化模型;运用基于动态目标加权的具有量子行为的粒子群算法得到Pareto最优解集;提出一种最小归一化距离选解法,从非劣解集中选出最优解,得到综合最优工艺解187.9℃、6.42 h、250 MPa。按优化前后的工艺参数进行单曲率蠕变时效成形试验,相比优化前,成形效率由14.0%提高到19.4%,屈服强度由442.354 MPa提高到451.786 MPa,两个目标同时得到了优化,验证了工艺参数优化方法的有效性。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 BOX-BEHNKEN试验设计 响应曲面 粒子群算法 多目标优化
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大型构件蠕变时效成形技术研究 被引量:24
15
作者 湛利华 杨有良 《航空制造技术》 2016年第13期16-23,共8页
蠕变时效成形技术是为实现大型整体壁板构件高性能与精确成形协同制造而发展起来的一种新型钣金成形方法。分析了大型整体壁板构件的特点和蠕变时效成形技术的原理,从蠕变时效材料本构建模、模具型面回弹补偿和模具设计3个关键方面重点... 蠕变时效成形技术是为实现大型整体壁板构件高性能与精确成形协同制造而发展起来的一种新型钣金成形方法。分析了大型整体壁板构件的特点和蠕变时效成形技术的原理,从蠕变时效材料本构建模、模具型面回弹补偿和模具设计3个关键方面重点阐述了蠕变时效成形技术的研究进展,并且从材料本构向构件本构发展、蠕变成形向塑变与蠕变复合成形发展和简单热力能场向多级复合能场时效成形发展3个研究热点阐述了该技术进一步发展面临的挑战。 展开更多
关键词 大型整体壁板构件 蠕变时效成形 研究进展 面临挑战
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铝合金7075马鞍外形蠕变时效成形数值模拟及试验 被引量:1
16
作者 曾元松 黄遐 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期109-114,共6页
蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。文章针对铝合金7075T651进行温度在160℃下的蠕变拉伸试验,基于蠕变试验数据,采用非线性最小二乘法确定了7075T651铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用... 蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。文章针对铝合金7075T651进行温度在160℃下的蠕变拉伸试验,基于蠕变试验数据,采用非线性最小二乘法确定了7075T651铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件通过编写蠕变子程序,建立了该材料的蠕变时效成形过程有限元模型。针对马鞍典型外形零件进行蠕变时效成形-回弹分析,就成形过程中的应力应变分布进行分析。在相应条件下进行了蠕变时效成形试验,并对模拟结果进行验证。结果表明,采用该本构方程,可以较好的对蠕变时效成形过程及回弹进行模拟预测。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 蠕变试验 有限元分析
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2219铝合金带筋条板材蠕变时效成形试验研究 被引量:3
17
作者 万李 杨浩亮 +2 位作者 丁鹏飞 周世杰 林建国 《航天制造技术》 2014年第4期36-38,共3页
采用蠕变时效成形技术成形的带筋条壁板,在成形过程中,由于力的加载,加快了稳定相的形成,同时也诱发了惯析面上稳定相的析出,使得经蠕变时效后成形的壁板整体性能得到加强;通过蠕变本构方程的建立,能较好地预测壁板成形后半径,使得壁板... 采用蠕变时效成形技术成形的带筋条壁板,在成形过程中,由于力的加载,加快了稳定相的形成,同时也诱发了惯析面上稳定相的析出,使得经蠕变时效后成形的壁板整体性能得到加强;通过蠕变本构方程的建立,能较好地预测壁板成形后半径,使得壁板型面精度得到大大提高。 展开更多
关键词 2219铝合金 带筋壁板 蠕变时效成形 本构方程
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弯曲半径和时效制度对7475铝合金蠕变时效成形的影响 被引量:1
18
作者 邓运来 龙旭初 +1 位作者 蒋裕 张劲 《材料科学》 2013年第3期103-109,共7页
基于单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7475铝合金板材进行了一系列蠕变时效成形实验,测得了不同时效制度和弯曲半径下的回弹量。采用电导率、维氏硬度、金相显微镜、透射电子显微镜和室温拉伸等手段分析了蠕变时效试样的性能与微观组织,并... 基于单曲率弯曲蠕变成形装置,针对7475铝合金板材进行了一系列蠕变时效成形实验,测得了不同时效制度和弯曲半径下的回弹量。采用电导率、维氏硬度、金相显微镜、透射电子显微镜和室温拉伸等手段分析了蠕变时效试样的性能与微观组织,并与人工时效试样进行了对比分析。结果表明:回弹量随着弯曲半径的减小、时效时间的延长和时效温度的升高而降低;弯曲蠕变时效试样比人工时效试样具有较高的屈服强度和抗拉强度,延伸率则相反;随着弯曲半径的增大,屈服强度和抗拉强度均呈现出先增后减的规律,在弯曲半径为1200 mm附近存在峰值;弯曲蠕变时效后试样的晶粒尺寸和形状与人工时效试样无明显区别,其析出相则比人工时效试样更为细小和致密。 展开更多
关键词 单曲率弯曲 蠕变时效成形 回弹 7475铝合金
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7075铝合金蠕变时效成形本构模型
19
作者 王明伟 王小庆 +2 位作者 吕艳 陶学恒 孙先伟 《大连工业大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期490-493,共4页
基于金属材料拉伸蠕变及持久性试验方法,在时效温度150~190℃、初始应力100~200 MPa测得了蠕变试验曲线。以双曲正弦蠕变本构模型为基础,采用线性回归方法建立了7075铝合金蠕变时效本构关系。结果表明,采用基于双曲正弦函数的等温蠕... 基于金属材料拉伸蠕变及持久性试验方法,在时效温度150~190℃、初始应力100~200 MPa测得了蠕变试验曲线。以双曲正弦蠕变本构模型为基础,采用线性回归方法建立了7075铝合金蠕变时效本构关系。结果表明,采用基于双曲正弦函数的等温蠕变本构模型得到的拟合曲线与试验值吻合较好,能准确描述蠕变时效成形过程,为7075铝合金蠕变时效成形过程数值模拟提供了基础。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 铝合金 本构方程
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2124铝合金双曲率蠕变时效成形试验与回弹
20
作者 邓运来 唐露华 张劲 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期63-67,共5页
基于3种单曲率和双曲率模具,以2124铝合金为研究对象,选取4种不同温度的峰值时效制度进行一系列蠕变时效成形试验,并测量了各试验条件下的回弹率。结果表明,时效制度对于回弹率的影响非常明显,此外回弹率还与材料所受的应力状态相关,当... 基于3种单曲率和双曲率模具,以2124铝合金为研究对象,选取4种不同温度的峰值时效制度进行一系列蠕变时效成形试验,并测量了各试验条件下的回弹率。结果表明,时效制度对于回弹率的影响非常明显,此外回弹率还与材料所受的应力状态相关,当两种条件均达到最佳耦合效果时,板材的回弹率最小;双曲率弯曲成形试样在两个方向上的回弹率存在明显差异,但由于相互之间的协调作用,使得两个方向上的曲率变化规律能够保持一致,并对各方向上的回弹产生一定的限制作用。 展开更多
关键词 蠕变时效成形 双曲率弯曲 回弹 2124铝合金
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