4 单轴拉伸试验结果及模拟 16

4。1 单轴试验结果及分析 16

4。2 单轴拉伸有限元模拟 20

4。3 单轴拉伸试验与仿真对比结论 23

4。4 本章小结 24

5 双轴拉伸试验结果及模拟 25

5。1 双轴拉伸试验结果及分析 25

5。2 双轴拉伸结论 35

5。3 双轴拉伸模拟 37

5。4 本章小结 42

结 论 44

致 谢 45

参 考 文 献 46

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1 绪论

1。1 引言

铝合金作为一种广泛使用的金属，以其高强度，耐腐蚀，良好的稳定性以及成形性能优 良等优点，常被用于汽车和船舶制造，航空航天工程等各种工业领域中。可是铝合金板材的 生产和应用成本比较于传统钢材来说较为昂贵，并且大型薄壁复杂构件的精确塑性成形技术 难以掌握。所以现行的加工工艺多通过机加工和焊接组装，这也导致了成形的精度比较难以 保证，同时材料的利用率相对较低。因此，在成形基础上，对构件的性能的精确控制，以及 对其形状和性能的研究，对于提高材料的加工精度以及利用率都有重大的意义。

在材料的成形过程中，最受关注的是材料的成形极限。成形极限作为标定材料破坏的重 要指标，对指导加工成形具有重要的参考意义。所以本课题主要目的是利用试验方法来研究 铝合金材料的成形极限曲线变化规律。主要是通过改变加载速率，双轴的加载速率比以及预 设一个不同大小的预拉伸量进行复杂应变路径状态下的十字双轴拉伸试验。其中运用了数字 图像相关方法得到加载整个过程拉伸试样的应变场，以及局部失稳处的极限应变的变化情况。 最后通过对不同试验结果进行分析比较得到局部失稳处的极限应变变化的规律。并结合有限 元模拟仿真，研究铝合金板材在成形过程抗拉伸失稳的能力。

1。2 铝合金材料介绍

市场上铝合金的种类多种多样。从 1 系到 8 系铝合金是通过铝和锰，硅，镁，铜等不同 金属相结合，形成各种材料性质的铝合金材料。

本课题使用的是 6xxx 系的铝合金材料，6 系是 Al-Mg-Si 合金，主要含有 Mg 和 Si 两种 元素，它具有 4 和 5 系列的优点，且还有很强的抗腐蚀和氧化性，易于加工，可使用性能好 等特点。该型号的铝合金材料主要应用于：汽车车身，船舶板材，飞机发动机零件，机械零 件，精密加工，电导体等。

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