7050铝合金时效成形有限元模拟及回弹分析

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1、第2O卷第6期塑性工程学报Vo1．2ONo．62013年12月oURNALoFPLASTICITYENGINEERINGdoi：10．3969／j．issn．1007—2012．2013．06．0167050铝合金时效成形有限元模拟及回弹分析(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京1O0191)王永坤万敏杨忠慧(北京航空制造工程研究所，北京1O0O24)黄遐曾元松摘要：针对7050铝合金建立蠕变时效本构模型，对ABAQUS软件进行二次开发，将本构模型嵌人到时效成形有限元模型中，通过模拟与试验验证了有限元模型的正确性。

2、通过有限元模拟，对复杂壁板中的高筋整体壁板、变厚度壁板和球型面模具成形回弹进行分析和预测，获得了回弹的影响规律，为模具型面修正提供了可靠依据。关键词：7050铝合金；时效成形；有限元模拟；回弹预测中图分类号：V261．2+8文献标识码：A文章编号：1007—2012(2013)06—0083—06TheFEMsimulationandanalysisofspringbackinageformingof7050aluminumalloyWANGYong-kunWANMinYANGZhong-hui(SchoolofMech

3、anicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity，Beijing100191China)HUANGXiaZENGYuan-song(BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024China)Abstract：Constitutiveequationsincreep-ageformingwasestablishedaimingat7050aluminumalloyandembe

4、ddedinthefiniteelementmethodmodelofageformingbythesecondarydevelopmentofABAQUSsoftware．Throughcombinationofthesimula—tionandexperiment，theFEMmodelwasverifiedsuccessfully．Thefactorsaffectingspringbackwereanalyzedandpredictedfortheforminginhighflangeintegralpanels，

5、variablethicknessandsphericalsurfacemouldincomplicatedwallpanelthroughFEMsimulation．Theinfluenceruleswereobtainedforthespringback．Areliablebasiswasprovidedforthemodificationofdiesur—face．Keywords：7050aluminumalloy；ageforming；FEMsimulation；springbackprediction特点，时

6、效成形的回弹量比通常钣金成形工艺的回引言弹量要大得多，甚至可以达到总应变量70以上I1]。而回弹是造成壁板类零件形状误差的主要因时效成形作为一种有效的整体壁板成形工艺素，其中由于高筋网格、变厚度、复杂曲面的整体(利用金属的蠕变特性将成形与时效相结合，在完成壁板零件数量大量增加，成形难度和成形质量问题壁板成形的同时又改善材料的性能)，已广泛的应用日益突出。因此分析回弹影响因素、高精度的预测到航空制造领域。但是大回弹量是时效成形的一个回弹是实现零件准确成形的关键。“试错法”是解决回弹问题最初的方法，通过大量实验总结零件的回弹

7、规律，修正模具型面解决回*国家自然科学基金资助项目(50675010，50975267)；弹。但是这种方法过程操作复杂，生产周期较长。民机预研资助项目。王永坤E-mail：yongkunwang@126．com随着以有限元技术为代表的数值方法的发展，板料作者简介：王永坤，男，1986年生，北京航空航天大学，成形回弹仿真及预测[2]已得到广泛应用。文献[5]硕士，主要研究方向为铝合金蠕变一时效成形及有限元模提出了一个本构模型，并应用于铝合金厚板时效成拟形的有限元分析；文献[6]针对7B04铝合金提出了收稿日期：2013—0

8、4—16；修订日期：2013—05—14全新概念的蠕变一时效本构模型，并对其进行了时效84塑性工程学报第20卷成形有限元模拟的应用研究。G—CG(G一G)s(3)本文采用有限元求解器ABAQUS作为铝合金式中，G，z，。——方程参数整体壁板时效成形有限元分析工具，主要研究7050G为状态变量G的饱和值，当G向G变化铝