7075鋁合金高筋壁板時效成形研究及有限元模擬.pdf

1、在航空航天制造領(lǐng)域中，整體高筋壁板因其優(yōu)異的輕量化結(jié)構(gòu)特點取代傳統(tǒng)的鉚接方式具備良好的應(yīng)用前景。而經(jīng)過加工而成的整體高筋壁板因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，運用傳統(tǒng)成形工藝對成形效果比較難以控制，蠕變時效成形技術(shù)（CAF）作為一種全新的成形工藝，對大型整體高筋壁板成形具有明顯的優(yōu)勢。但是，運用蠕變時效工藝對高筋壁板進行成形，它的成形將會受到時效工藝參數(shù)與高筋壁板結(jié)構(gòu)參數(shù)的共同影響。所以研究高筋壁板結(jié)構(gòu)件在蠕變時效下的成形過程，總結(jié)出高筋壁板在蠕變時效下

2、的成形規(guī)律就顯得很有必要，繼而能為高筋類零件的低成本生產(chǎn)制造提供一定的理論基礎(chǔ)和實際指導(dǎo)。
　　本文以7075鋁合金高筋壁板典型結(jié)構(gòu)件為研究對象，首先，針對高筋壁板的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了導(dǎo)柱式工裝模具，利用DK7650慢走絲線切割機床制備了7075鋁合金高筋壁板典型結(jié)構(gòu)件；通過正交試驗研究時效時間、時效溫度、筋條高度以及筋條厚度對工件成形質(zhì)量的影響，利用數(shù)學(xué)分析方法得出了時效與結(jié)構(gòu)參數(shù)對7075高筋壁板時效成形回彈的影響程度；并通過試驗

3、研究得出主要影響因素時效時間、筋條高度、筋條厚度對工件成形回彈的規(guī)律，針對試驗中工件出現(xiàn)的筋條失穩(wěn)現(xiàn)象，研究得出了筋條高厚比H/t（筋條高度/筋條厚度）對工件失穩(wěn)的規(guī)律。
　　其次，對7075鋁合金板材進行單軸拉伸試驗，根據(jù)得出的試驗數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出基于時效強化模型的材料本構(gòu)方程，把本構(gòu)方程的擬合曲線與試驗曲線對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者誤差在試驗允許范圍之內(nèi)，證明了本構(gòu)模型的準確性；之后運用有限元軟件ABAQUS平臺，建立了7075鋁合金高筋

4、壁板蠕變時效成形有限元模型，并通過與試驗數(shù)據(jù)對比驗證了有限元模型的準確性。
　　最后，利用已建立的7075鋁合金高筋壁板蠕變時效成形有限元分析模型，對成形過程中影響工件回彈和失穩(wěn)的其它因素進行進一步研究，通過模擬時效時間、加載壓力、預(yù)加載模具半徑、板材厚度以及板材寬度對工件成形回彈影響，得出了回彈率隨各因素變化的影響規(guī)律，同時針對筋條在試驗中出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象，以最大側(cè)向位移為筋條失穩(wěn)的宏觀表現(xiàn)，模擬了筋條高厚比H/t（筋條高度/筋條