塑性工程学报：铝合金薄壁柱壳电磁胀形塑性失稳实验研究
2022-12-19【作 者】傅爱杰;付应乾;罗震宇;董新龙
【引 言】
电磁脉冲成形(Electro}Vla}netic Forming,EMF)、冲压等高速成形技术在金属材料的成形中得到越来越多的应用。研究发现电磁成形等高速成形技术与准静态塑性成形相比，不但成形效率大大提高，而且在高应变率下变形，材料的成形极限也明显提高[1-2]，即从表观上看:高速成形条件下材料的塑性大大超过常规准静态成形情况下的塑性，工程上将这种高速率成形中出现的塑性增加现象称为“增塑性”。一般认为增塑性是由材料应变率效应及惯性效应影响造成的。Balanethiram V S等[3-4]针对IF钢、高导电无氧铜及铝合金材料研究认为：惯性效应抑制缺陷、局部颈缩增长对材料成形极限提高起关键作用。Oliveira D A等[5]发现在无模具的冲击下，试样的极限应变与准静态差距不大，但有模具冲击时极限应变显著提高，认为成形极限增加的原因是试样与模具冲击作用引起的应力状态的改变抑制颈缩的发展。但Thomas J D等[6]的研究则认为，即使在没有模具的情况下，即自由成形，试样的成形极限也有显著提高。Zhang H等[7-10]利用高速摄像机记录电磁加载下铝合金、无氧铜等材料做成的环及柱壳的膨胀变形过程，发现电磁膨胀环试样发生颈缩时平均应变随加载率提高并不明显，而柱壳局域化现象发生时，平均应变随加载率提高而明显增大，认为加载率对成形极限的影响是由于不同应变率下局域化带的形成速度不同造成，是结构效应。
本文采用电磁脉冲驱动铝合金薄壁柱壳高速膨胀实验。利用高速摄像机记录试样变形过程，结合二维数字图像相关法(Digital Image Correlation Method Two Dimension , DIC一2D)分析试样表面应变场，探讨不同加载率下，试样变形及破坏过程，分析讨论电磁成形的“增塑性”现象及机理。
【结 论】
本文采用电磁脉冲驱动6063 – T6铝合金薄壁柱壳高速膨胀实验，利用高速摄像机记录试样变形过程，结合DIC一2D方法分析试样表面应变场演化，对柱壳膨胀过程的均匀变形、不均匀分散失稳、局域化集中失稳到断裂各阶段进行了实验应变分析，结果显示:
（1）铝合金薄壁柱壳电磁高速膨胀成形过程，产生不均匀的分散失稳时的临界应变与准静态相比并没有明显变化，而局域化颈缩带形成时的应变随加载率提高显著增大。
（2）薄壁板电磁高速胀形成形极限提高的“增塑性”主要与惯性效应与结构效应相关。
以下是正文：
