题目：7475铝合金超塑性成型实验特性和数值模拟研究

    作为飞机、航天器以及汽车轻量化的理想材料，铝合金一直是航空航天工业、汽车工业开发研究的热点，超塑性成形是一次成型铝合金复杂制件的有效方法之一。为此，本文开展了铝合金高温力学性能与超塑性成形工艺的研究。首先，采用高温单向拉伸实验，研究了材料在不同温度、不同应变速率下的超塑性性能，并建立了随温度及应变速率变化的本构模型；之后进行了超塑性胀形实验的有限元模拟，得到了成型所需的气压加载曲线，并对模拟结果进行了分析。

    通过单向拉伸实验，研究了7475铝合金在温度为477~517℃，应变速率为5.10-5~ 5×10-4 s-1范围内的应变性能。实验表明，应力水平随温度升高而降低，随应变速率升高而升高，在5×10-5 s-1，517℃条件下超塑性最好。

    采用Norton-Hoff, Johnson-Cook, Zener-Holloman三个本构模型对材料的超塑性能进行描述。三种模型均只能在低应力区对合金性能有较好描述，在高应力区误差较大。采用应变补偿的Zener-Holloman则可用于描述整个区间的材料属性，且不需要借助损伤模型，其平均误差6%，是三种模型中适用性最好的。

    采用ABAQUS对超塑性胀形实验过程进行了模拟，得到了成型过程中所需的气压控制曲线。利用胀形试验进行验证，得到的制件厚度分布与预测值相符，对数值模型和气压控制算法的准确性进行了验证。