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轻合金加工技术:多点成形路径对1561铝合金成形质量影响

2022-12-08
摘要:应产品开发需要,通过有限元软件对某船用零件的多点成形过程进行计算,研究了成形路径对1561铝合金塑性成形性的影响。通过改变成形路径解决了1561铝合金板料成形的起皱及回弹大等问题,改善了成形件的应变分布,提高了成形质量。

  【作 者】王洪波;闫德俊;夏文亚;刘晓东;刘晓莉;刘一飞;韦林毅;钟发明;陈景光;赖远权;付文智;李明哲

  【前 言】

  节能环保是当今人类社会的共识。为了提高舰船运输能效,规范和减少舰船二氧化碳排放,国际海事组织制定和批准了新船能效设计指数作为新船能效的衡量标准。采用轻量化船体结构材料,对于减少舰船自重、增加舰船载货量、提高新船能效设计指数具有重要意义。

  1561铝合金[1-2]是一种密度小,比强度大,延伸性较好的铝合金,其化学成分见表1。与5083铝合金[3-4]相比,1561铝合金强度更高,在船舶制造高速化、轻量化、大型化趋势下,1561铝合金将会成为提高舰船质量和性能的优选材料。由于国内外对1561铝合金板料的成形少有报道,且船用零件生产的批量小,其生产的整体模具制造周期长、成本高。而多点成形[5-7]是一种实现板料柔性成形[8-10]的成形技术[[11],可通过高度可调的基本体点阵构成的包络面对板料进行成形,一套多点成形设备通过计算机控制可以构造出不同曲率的型面,比传统模具的成本低,自动化程度高,适合新材料的成形试验及小批量零件的规范生产。

  应产品开发需要,通过有限元软件对某船用零件的多点成形过程进行计算,研究了成形路径对1561铝合金塑性成形性的影响。通过改变成形路径解决了1561铝合金板料成形的起皱及回弹大等问题,改善了成形件的应变分布,提高了成形质量。通过对成形零件的三维扫描分析得到了多道次成形件的误差分布。

  【结 论】

  (1)基于鞍形件多点成形的数值模拟及受力分析,对鞍形件的起皱缺陷位置和产生趋势作了预测和验证。

  (2)基于1561铝合金材料的产品开发件,验证了多道次成形工艺可通过小变形的累积达到大变形量,改善板料的受约束状态,提高成形极限,抑制起皱,提高成形质量,并可推广到其他三维零件的生产,拓宽多点成形应用范围。

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