论文摘要：铝合金狭长件充液成形失效形式及过程控制

 

6061铝合金塑性低，成形极限低，冷冲压成形性能差，本文选用充液成形技术成形6061铝合金材质的翼尖蒙皮零件，充液成形技术具有增加有益摩擦和改善板料流动等优点，能够显著提高板材的成形极限，因此有效避免传统拉深中起皱和破裂等缺陷。

针对翼尖蒙皮零件的外形特点，本文给出了合理的工艺路线，根据6061铝合金飞行器翼尖蒙皮零件充液拉深成形过程中易发生失效、难控制的特点，采用有限元数值模拟分析和实验研究相结合的方法对其成形过程进行分析。通过金属单拉实验测得材料的K值和n值等成形性能参数，运用Dynaform软件建立零件充液成形有限元数值模拟模型，针对成形过程中悬空区起皱和裂纹进行分析，同时研究了压边间隙和液室压力两个工艺参数对失效形式控制的影响规律。研究发现，板料流动的均匀程度与悬空区板料平面内承受的应力状态对失效形式的出现影响明显。压边间隙过大和过小均会导致零件悬空区出现起皱和破裂，液室压力在零件成形初期可以阻碍板料过快地向凹模内流动，成形中期和后期，液室压力可以一定程度上抵消板料平面内压应力的作用，抑制悬空区板料的起皱趋势。在实验研究中，实验结果与数值模拟结果能够实现高度吻合，验证了有限元数值模拟分析模型的有效性，采用数值模拟优化得到的工艺方案成功制出合格的翼尖蒙皮零件。

本文重点研究悬空区起皱与破裂两种失效形式，提出抑制失效发生、提高成形质量的措施，分析关键工艺参数对失效形式的影响等，为低塑性、难变形材料复杂曲面板材零件的成形奠定了一定的基础。

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