铝合金轧制气孔、疏松缺陷的有限元模拟及控制

【摘要】4004铝合金由于具有熔点低，流动性好，一定的强度等优点，常常用来制造铝合金焊接材料，大量应用于空调机、制氧机、汽车等散热器的制造。然而4004合金在熔铸的时候极易吸收氢气，进而产生气孔、疏松缺陷，气孔缺陷在轧制加工过程中，会造成生产时的板材裂边和断带现象，产品成型质量差且成品率低的问题。目前国内生产技术主要依靠现场调试及经验来指导生产，还无法定量解决这一难题。本文应用ABAQUS有限元软件，基于GTN细观损伤理论，对铝合金轧制过程中气孔、疏松的演变行为进行数值模拟。分析气孔、疏松缺陷的演变规律，研究气孔、疏松缺陷的分布、大小、形状对4004铝合金材料性能的影响。探讨铝合金轧制下压量与含有气孔缺陷的板材产生裂边、断带的临界关系，最终给出合理的轧制工艺，为轧制生产因气孔、疏松缺陷而导致成材率低的难题提供理论指导。本文的主要通过测定4004铝合金材料的力学性能，利用ABAQUS有限元分析软件，采用有限元反推法测定GTN细观损伤模型的各项参数。利用所测参数为4004铝合金冷轧板材建立轧制有限元模型；建立4004铝合金轧制气孔、疏松的有限元模型，研究在轧制过程中气孔、疏松缺陷的分布、大小、形状的演变行为。通过分析气孔、疏松缺陷形貌对板材性能的影响，为轧制缺陷理论研究提供相应的数据和结论。分别分析单道次下压量为10%和15%对带有气孔、疏松缺陷的板材成型质量的影响。研究分析不同单道次下压量时产生轧制裂边缺陷时的累积道次下压量。研究累积道次下压量产生轧制缺陷时候的板材成品率，得出优化的轧制工艺。通过现场试验验证了GTN细观损伤模型在轧制塑性加工中应用的准确性，拓宽GTN损伤理论在金属塑性加工中的应用。验证不同单道次下压量和累积道次下压量对轧制加工缺陷的有限元模拟的准确性，通过实验验证比较后得出实际的优化加工工艺参数，为实际轧制加工生产提供相应的经验数据。
【作者】徐鹏翱；
【导师】赵彦玲；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，机械设计及理论，2012，硕士
【关键词】4004铝合金；GTN损伤模型；气孔；疏松缺陷；裂边；断带；下压量；

【参考文献】
[1]胡晓琳.云霄县和平乡休闲农业资源开发策略研究[D].福建农林大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[2]比超.品出“螃蟹”的味道[J].中国计算机用户,2004,48:47-49.
[3]陈瑜.社会保险信息管理系统的研究和开发[D].武汉理工大学,控制工程,2003,硕士.
[4]顾瑞敏.白居易丁忧时期心态研究[D].河北师范大学,中国古代文学,2012,硕士.
[5]刘玉玲,王晓萍,祝宇慧,刘向东,刘旭.国外大学光电工程专业课程教学模式的调查与分析[J].高等教育研究学报,2014,03:35-38.
[6]王丽莎.微博监督的困境及其对策研究[D].中国矿业大学,行政管理,2014,硕士.
[7]童云华.用于扫描刻蚀加工的特种悬臂梁探针关键技术研究[D].安徽工程大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[8]张少俊,李建华.网络安全综合管理系统的设计与实现[J].计算机工程,2003,14:124-126.
[9]曹天府.节庆活动对传统民俗文化传播的影响[D].兰州大学,传播学,2013,硕士.
[10]宋海荣.组件技术的研究及在商标审查系统中的应用[D].北京邮电大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[11]王顺晃,邵启伟,张广厚.带自学习的非晶制带钢水液位智能控制[J].自动化学报,1993,01:96-100.
[12]曹礼园.提高策略生成能力的可拓策略生成系统研究[D].广东工业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[13]陈娟.考虑资源约束与批量分割的虚拟单元动态调度问题研究[D].江苏科技大学,工业工程（专业学位）,2013,硕士.
[14]许闯.R600 Linac运动单元位置与速度反馈控制的实现[D].东北大学,生物医学工程,2010,硕士.
[15]夏小雷.基于KMV模型的我国商业银行信用风险管理实证研究[D].南京财经大学,金融学,2012,硕士.
[16]柴晓明.树脂基厚向混杂防弹复合材料的制备及侵彻机理研究[D].浙江理工大学,纺织材料与纺织品设计,2014,硕士.
[17]叶琳菲.可转债定价理论模型的定价效率分析[D].华东师范大学,金融学,2004,硕士.
[18]王立永.细胞内维生素C的荧光探针的设计合成及动态可视化分析[D].山东师范大学,分析化学,2013,硕士.
[19]党静.不明原因复发性自然流产中Tim-3-Gal-9通路介导的免疫失衡机制研究[D].华中科技大学,妇产科学,2013,硕士.
[20]吴玲玲.氧化石墨烯表面改性聚乳酸薄膜的制备与性能研究[D].浙江理工大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[21]付荣.冠脉非支架段新发病变患者的预后影响因素分析[D].大连医科大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[22]王莹.安徽省终身教育立法研究[D].安徽大学,高等教育学,2014,硕士.
[23]吴鑫.灵芝总三萜对鹅膏中毒小鼠所致肝损伤的保护作用研究[D].湖南师范大学,植物学,2014,硕士.
[24]张豆豆.现代农民培育及扶持政策研究[D].安徽农业大学,产业经济学,2012,硕士.
[25]矣兰.直驱式A/C轴双摆角数控万能铣头动态特性分析与检测[D].沈阳工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[26]刘洋.柴胡皂苷a人工抗原合成及其单克隆抗体的制备[D].北京中医药大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[27]付荣荣.抑郁与心理地位关系研究[D].华中师范大学,应用心理,2014,硕士.
[28]李辉.米糠谷维素抗急性肠炎的功能评价及初步机理研究[D].中南林业科技大学,食品科学,2013,硕士.
[29]时玮,姜久春,李索宇,贾容达.磷酸铁锂电池SOC估算方法研究[J].电子测量与仪器学报,2010,08:769-774.
[30]张晶.上市公司关联交易对利润影响的实证研究[D].兰州大学,企业管理,2013,硕士.
[31]张鑫睿.基于WEB的在线考试系统设计和实践[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[32]黄飞.直径为2的K_5-minor-free图的点荫度[D].郑州大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[33]翟胜增.现代室内设计中的软装饰研究[D].西安建筑科技大学,设计艺术学,2013,硕士.
[34]晏怀斌.CALIPSO激光雷达水下信号反演大洋叶绿素浓度的探索[D].中国海洋大学,海洋信息探测与处理,2014,硕士.
[35]钱璐.电视形象片中的南京形象研究[D].南京航空航天大学,广播电视艺术学,2013,硕士.
[36]漆占伟.我国男子跳远运动员比赛成绩变化特点研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[37]王明学.中国民生银行发展战略研究[D].对外经济贸易大学,2004.
[38]高世龙.流速对散货船水尺计重误差影响的研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2014,硕士.
[39]巨琰.无线超宽带信道模型的分析与仿真[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]权文,王晓丹,王坚,王振江.一种基于置信最大熵模型的证据推理方法[J].控制与决策,2012,06:899-903.
[41]刘芹.我国文化产业投融资模式创新研究[D].吉林大学,产业经济学,2014,硕士.
[42]朱宏.高速公路出口匝道影响区分级限速方案适用性的研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[43]刘姗姗.EphrinB2/EphB4介导EPO对破骨细胞调控机理的研究[D].佳木斯大学,口腔临床医学,2014,硕士.
[44]崔爱强.基于L（0，2）导波的管道缺陷检测的模拟研究[D].华东理工大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[45]刘杰.免疫增强物质对母仔猪的健康调控研究[D].南京农业大学,动物营养与饲料科学,2011,硕士.
[46]雷蕾.疗养院建筑设计与研究[D].华中科技大学,建筑学,2013,硕士.
[47]张辉.施硫与灌水对冬小麦耗水特性、物质积累及产量的影响[D].河南农业大学,作物营养生理,2012,硕士.
[48]强超.基于配气凸轮驱动的全可变液压气门机构气门运动规律的研究[D].山东大学,车辆工程,2013,硕士.
[49]刘冰清.类水滑石复合脱氟剂的再生及吸附性能研究[D].华中科技大学,环境工程,2013,硕士.
[50]郑志东.内置竖向型钢SRC中高剪力墙受力性能有限元分析[D].重庆大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.