6016铝合金温挤压流变应力行为及有限元分析

铝合金是一种强度高、耐腐蚀、重量轻的材料，随着科学技术的发展，各种薄壁、高精、复杂的实心、空心铝型材应运而生，铝合金也成为许多领域(如航空、交通运输、现代汽车、电子电器、舰船兵器、机械制造等)的首选材料。其中6000系铝合金是当今研究和应用的热点之一，该合金研究对我国在轿车车身轻量化，汽车铝化的基础性研究有重大意义，有助于推动我国汽车工业的发展。利用Gleele-1500热模拟试验机进行压缩试验，对6016铝合金在变形温度为280℃-430℃、应变速率为0.1s-1-10s-1的流变应力行为进行了研究，得到了该合金的真应力一真应变曲线。对其应力应变数据进行研究，拟合应变硬化指数、应变速率敏感性指数和材料强度系数，建立了6016铝合金在不同变形温度和应变速率下的流变应力方程。通过金相实验观察该合金微观组织，研究了其晶体的大小、形状变化以及是否发生动态再结晶等。采用基于ALE算法的挤压模拟软件hyperxtrude对6016铝合金型材挤压过程进行了挤压模拟，并基于正交法做了多组模拟实验，对该合金的温挤压工艺参数进行了优化，为实现6016铝合金温成形的数值模拟与合理制定温成形工艺参数提供了依据。通过实验和模拟研究得到：1、温度是影响6016铝合金温成形流变应力的主要因素，在同一应变速率下，对应于同一应变值，变形温度越高，所对应的应力值越低。2、应变速率对6016铝合金的流变应力曲线特征影响明显，在温度一定的条件下，对应于同一应变值，流变应力随着应变速率的升高而增大，这说明该合金为正应变速率敏感材料。3、铝型材挤压时，型材出口温度随着棒料初始温度、挤压速度的提高而提高；挤压力随着初始温度的升高而减小，随着挤压速度的升高而增大。