6061鋁合金超薄壁彎管的充液成形數值模擬與試驗研究.pdf

1、超薄壁彎管在航空、航天產業(yè)中應用廣泛，為了探索無縫超薄壁彎管的成形規(guī)律和制造工藝，本文以6061鋁合金超薄壁管為研究對象，通過單向拉伸試驗、自由脹形試驗、有限元模擬軟件DYNAFORM，獲得了管材的基本力學性能和成形性能參數，構建了相關性較好的本構關系，研究了充液壓彎成形中工藝參數對成形質量的影響規(guī)律，分析了試驗中管材缺陷產生的原因，提出了對應的解決方案，最終制備出符合航空制造手冊要求的Φ50.5 mm×0.5 mm的6061鋁合金無縫

2、超薄壁彎管。
　　首先，通過單向拉伸試驗獲得6061-O態(tài)、W態(tài)、T6態(tài)鋁合金薄壁管和超薄壁管的常規(guī)力學性能參數和厚向異性系數，比較四種經典本構方程對管材均勻塑性變形階段真應力-真應變曲線的擬合結果，發(fā)現具有冪指數函數的本構方程擬合結果相關系數最高，進而以此方程為基礎構建有限元材料模型。
　　其次，采用薄壁管自由脹形試驗，結合管材成形性能自適應求解軟件，進一步精確測量薄壁管的成形性能參數，特別是對進行實際成形試驗的6061-

3、W態(tài)鋁合金薄壁管，獲得最接近其真實成形性能的參數（K=327，n=0.298），使其材料模型更加實用，有限元模擬中能夠更加準確的預測實際成形結果，有效地指導了管材的充液壓彎試驗。
　　然后，以材料模型為基礎，在有限元模擬軟件中建立管材充液壓彎的有限元模型，探索超薄壁管的充液壓彎工藝路線，研究相應的工藝參數對其成形質量的影響規(guī)律。研究發(fā)現：6061-W態(tài)鋁合金管在充液壓彎模擬中成形質量最好；隨著充液壓力的增大，超薄壁管截面畸變率減小

4、，在管材未發(fā)生自由脹形前最適內壓為1.4 MPa；壓彎間距逐漸增大，能夠顯著減輕彎管內側褶皺程度，但超過500 mm后減輕作用不明顯；采用正弦加載能夠提高超薄壁管的成形極限，降低彎管外側減薄率；通過增加壁厚即采用薄壁管進行試驗，可以顯著改善充液壓彎管材的成形質量，提高成形極限。
　　最后，在安裝有壓彎模具的液壓機上進行管材的充液壓彎試驗，結果表明：超薄壁管充液壓彎的最大下壓量為35 mm，回彈量為5 mm；帶有約束裝置的充液壓彎，