鋁合金異形復雜截面構件成形研究.pdf

1、鋁合金異形復雜截面構件的幾何形狀復雜，中心為圓形凸臺，凸臺周圍有較高的加強筋，整體成形十分困難。由于需承受較大的沖擊載荷，構件要求有較高的力學性能。如采用形狀規(guī)則的圓柱體毛坯進行直接成形，就會產生邊緣部充不滿，筋部折疊等嚴重的質量問題，同時有終成形載荷過大、局部變形不均勻等缺陷。對于此類復雜截面構件的整體成形，為避免上述缺陷，需要進行預成形設計的改進，從而滿足構件較高的力學性能要求。
　　本課題采用有限元模擬和實驗相結合的方法，研

2、究鋁合金異形復雜截面構件的整體成形過程中金屬流動規(guī)律，對成形過程中構件應力、應變、流動速度及載荷等物理場量進行分析，研究了構件在終成形時成形載荷較高、變形不均勻的原因，分析了高筋部分折疊、邊緣部分充不滿等缺陷的形成機理。
　　針對上述問題，根據分流成形原理，提出鋁合金異形復雜截面構件預成形改進設計方案：采用中空的預成形坯料，使金屬材料在成形過程中實現分流成形，降低材料充填模腔的阻力及終成形載荷，提高材料變形均勻性，避免了成形過程中

3、折疊及充不滿缺陷。
　　研究了預成形坯料關鍵結構參數：中空凹面方向、坯料凹面的半徑 R與坯料半徑R0之比（R/R0）、邊緣部分與中空凹面的高度差ΔH和原方案坯料高度H之比（ΔH/H）對終成形應力、應變及載荷的影響規(guī)律，得出合理的預成形坯料關鍵結構參數，使終成形載荷相比原方案降低了30％，改進后的成形方案比原方案金屬變形更加均勻。
　　采用改進后的成形方案進行實驗試制，成功生產出合格工件。在產品不同部位上取試樣，進行沖擊韌性、