一家专注流体压力成形技术
【作 者】陈晓伟;万敏;王文平
随着能源和环境问题的日益突出，航空航天器和汽车的轻量化在当代工业发展中的地位日益显著，轻量化是提高现代装备性能、节约能源和减少有害气体排放的有效途径，也是国家科技发展进步的关键［1－2］。大型蒙皮和整体壁板等大型板类构件可以有效地减少航空航天器上连接件的数量，实现轻量化，近年来在航空航天领域的应用非常广泛。
大型金属板料成形的主要特征为材料变形过程中弹性变形比例大、型面定形性较差。目前，板类零件成形主要通过模具对板料施加成形力，促使材料发生形变以获取预期外形。此类成形方法对成形设备、成形工装的依赖程度高，尤其对于类似飞机蒙皮等大尺寸板料，受限于装备能力，不得不将大尺寸板料分解为多个部件，小尺寸部件成形后再通过焊接、铆接等方式固连在一起。固连件的增加一定程度上增加了工件的重量，同时降低了大型构件的整体性能。因此，对大型板料成形技术的研究和完善是实现轻量化的有效手段。
针对上述问题，国内外学者开展了预应力成形技术研究。预应力成形过程中，首先将工件置于一定的预应力状态下，在预应力作用下板料发生一定的弹性变形，然后给工件一定的外载荷力，在预应力和外载荷力的共同作用下，板料产生屈服，一部分弹性功转化为塑性功，继而初始预应力出现应力松弛，同时驱使回弹的弹性功减小，从而调整了板料的内应力分布，最后撤去固定坯料的装置后，板料发生了一定量的塑性变形，达到了板料的变形效果。
针对板料在预应力状态下的成形，国内外均做了相关的研究，其加载形式大致可分为热加载和冲击力加载，其中热加载主要有激光热加载和蠕变时效加载，冲击力加载主要有喷丸加载和激光喷丸加载。
【结 论】
（1）相比于无预应力情况，激光预应力成形的变形量显著增大，并且可以控制板料弯曲的方向;板料变形量随着预应力的增大而增大，两者之间呈近似线性关系。
（2）预变形应变的增加能够促进时效析出过程，预变形引入后，合金的蠕变量有所提升，同时加快了时效进程，有利于提高铝锂合金蠕变时效的成形效率。选择恰当的预拉伸量可实现蠕变时效成形过程中成形目标与材料性能的耦合调控，提高成形合金的室温拉伸性能、Kahn 撕裂性能和疲劳扩展性能。
（3）喷丸预应力成形能够克服自由状态喷丸成形时板料呈球面变形的倾向，喷丸冲击力施加在预弯的方向上时，成形的曲率半径减小，而施加在与预弯垂直的方向上时，成形的曲率半径增大，并且减小和增大的效应随着预应力的增加而加剧。
（4）预应力控制在一定范围时，板料激光喷丸成形极限随着预应力的增大而增大，超过此预应力范围，成形极限增大量趋于平缓。
以下是正文：
