5083鋁合金溫熱成形界面換熱系數(shù)求解及影響因素研究.pdf

1、節(jié)能、環(huán)保、安全是當前汽車工業(yè)發(fā)展的主題，汽車輕量化成為汽車工業(yè)發(fā)展的一個重要主題。采用鋁合金作為車身覆蓋件材料是實現(xiàn)汽車輕量化的主要措施之一，目前國內(nèi)外鋁合金材料在車身覆蓋件上的應用日益普遍。
　　鋁合金材料在室溫條件下塑性較差，成形性能不佳，成形件表面易出現(xiàn)缺陷，尺寸精度不足。鋁合金溫熱成形是將板材加熱到較高溫度后進行沖壓成形，使得材料成形性能提升，提高產(chǎn)品精度。在溫熱成形過程中，試件與模具間界面換熱系數(shù)是對溫熱成形過程進行數(shù)

2、值模擬的重要邊界條件。準確求解界面換熱系數(shù)對準確預測成形件的機械性能、微觀組織和成型質(zhì)量具有十分重要的意義。
　　本文結(jié)合鋁合金溫熱成形特點，構(gòu)建了圓臺換熱試驗模型，分別利用熱平衡法和Beck非線性估算法對轉(zhuǎn)運階段和沖壓淬火階段的界面換熱系數(shù)進行求解。將求解得到的換熱系數(shù)曲線代入DEFORM有限元分析軟件進行數(shù)值模擬，得到的溫度值與試驗實測值契合程度較高，非線性估算法求解結(jié)果對應的溫度值平均誤差為4.0％，非線性估算法-熱平衡法結(jié)

3、合法對應的溫度值平均誤差為3.2％。Beck非線性估算法適用于求解鋁合金溫熱成形界面換熱系數(shù)。
　　結(jié)合界面換熱系數(shù)求解算法，本文對鋁合金溫熱成形過程中沖壓載荷、界面溫度、界面介質(zhì)和材料物理性能參數(shù)的改變對界面換熱系數(shù)的影響進行了探究。試驗結(jié)果顯示:一、接觸面承受的載荷增大，會使接觸表面微凸體變形程度增大，與之對應的是真實接觸面積也同時有所擴大，界面換熱系數(shù)升高，界面換熱系數(shù)與沖壓載荷間存在冪指數(shù)關系;二、相同沖壓載荷下，溫度升高