铝锂合金回弹预测的机器学习及有限元仿真与实验

分别在180℃、190℃和200℃温度的不同应力条件下对2195铝锂合金进行蠕变时效试验,利用MATLAB软件拟合得到本构方程,并将本构方程整合到非线性有限元软件MSC.Marc中,构建了2195铝锂合金瓜瓣蠕变时效成形的有限元模型,模型以时间、应力和温度为输入参数,回弹半径为关键输出参数。为提高预测精度与效率,对比分析了多种机器学习回归模型,最终选定岭回归模型作为预测工具,实现了对不同工艺条件下回弹半径的快速准确预测。通过1∶1实验验证,实验构件回弹型面与目标型面的相对误差为0.9%,证明了模型的高预测精度和实用价值。

塑性各向异性屈服准则对铝锂合金贮箱顶盖蠕变时效成形预测精度的影响

开展了Von Mises、Hill48和Barlat91这3种屈服准则对2195铝锂合金贮箱顶盖蠕变时效成形预测精度的影响研究。回转体顶盖蠕变时效成形后型面呈非对称状态,沿轧制方向的形变略大于垂直轧制方向的形变。通过仿真与试验结果对比发现,与各向同性Von Mises屈服准则相比,采用各向异性屈服准则能更好地预测2195铝锂合金贮箱顶盖蠕变时效成形过程中的非对称变形行为,其中,Barlat91屈服准则的仿真结果与试验结果比较吻合,因此,采用Barlat91塑性各向异性屈服准则能较好地预测2195铝锂合金回转体类零件的蠕变时效成形规律和指导成形模具型面设计。