蠕變時(shí)效成形綜述

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1、控制變形理論與應(yīng)用姓名：李承波學(xué)號(hào)：113111133指導(dǎo)老師：葉凌英日期：2011、12蠕變時(shí)效成形技術(shù)綜述摘要：蠕變時(shí)效成形技術(shù)是利用金屬的蠕變特性，將成形與時(shí)效熱處理同步進(jìn)行的一種成形方法。蠕變時(shí)效成形是實(shí)現(xiàn)大型蒙皮和壁板件成形的有效方法。文章從蠕變時(shí)效成形基本原理以及成形特點(diǎn)出發(fā)，重點(diǎn)闡述了基于零件回彈補(bǔ)償?shù)墓ぱb外型面的優(yōu)化技術(shù)、成形工裝、蠕變時(shí)效成形過(guò)程對(duì)零件材料微觀組織性能的影響和新型可時(shí)效成形鋁合金的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)。分析了蠕變時(shí)效成形的原理。結(jié)合試驗(yàn)分析了蠕變時(shí)效成形的實(shí)際效果。詳細(xì)論述了栽荷施

2、加方式和型面確定方法等關(guān)鍵技術(shù)。并闡述了蠕變時(shí)效成形可能的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。并針對(duì)我國(guó)大飛機(jī)的研制需求，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有研究基礎(chǔ)和水平，提出了我國(guó)開(kāi)展蠕變時(shí)效成形技術(shù)研究的建議。關(guān)鍵詞：蠕變時(shí)效成形；整體壁板；鋁合金；有限元ABSTRACT：Creepageforming(CAF)isacombinedformingandageingheattreatmentprocess.Startingfromtheprincipleandthecharacteristicsofthecreepageformlingprocess,theresea

3、rchsituationandthedevelopingtendencyonthekeytechnologies,suchastoolsurfaceoptimisationbasedonthespringback,formingtools,theeffectofthecreepageformingonmechmcalpropertiesandmicrostructuralevolution,developmentofnoveldamagetolerantalloysaredetailedintroducedinthispaper.Th

4、eprincipleofthecreepageformingandthepracticaleffectofthecreepageformingareanalyzedbymeansoftests.Somekeytechnologies,suchastheloadingmethodandmethodofdiesurfacedeterminationaredescribedindetail.Thepossibleapplicationandtheprospectofthecreepageformingareintroduced.Finall

5、y，basedontheexistingresearchsituationandtherequirementsfordevelopingthelargeairplaneinChina，somesuggestionsandresearchemphasisondevelopingcreepageformingtechnologiesarepointedout．Keywords：CreepAgeForming;IntegralPanel;Aluminum;FE前言在航空工業(yè)中，對(duì)飛機(jī)鈑金件成形后的性能要求在不斷提高，包括提高強(qiáng)度和剛度、減輕

6、重量、提高抗疲勞斷裂的能力等。蠕變時(shí)效成形由于能滿足這些要求而得到發(fā)展，該方法將人工時(shí)效與成形制造相結(jié)合，利用鋁合金在彈性應(yīng)力作用下在一定溫度發(fā)生蠕變變形，從而得到具有一定形狀的結(jié)構(gòu)件。同時(shí)，利用時(shí)效處理得到鋁合金所需的性能。與常規(guī)的塑性成形方法相比，成形應(yīng)力低于屈服應(yīng)力，降低了材料發(fā)生破裂的幾率。同時(shí)，時(shí)效成形過(guò)程中由于蠕變而導(dǎo)致應(yīng)力松弛以及后續(xù)回彈，時(shí)效成形鋁合金結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力水平低，耐疲勞與應(yīng)力腐蝕性能有所提高，長(zhǎng)期服役能力更好。同時(shí)工件的回彈量較小、殘余應(yīng)力小、產(chǎn)品精度高、成形后材料機(jī)械性能好、適用大型蒙皮類鈑金件的成形等特點(diǎn)

7、，其應(yīng)用越來(lái)越廣。除了用于小曲率大型復(fù)雜蒙皮類鈑金件外，還可用于小批量的小型鈑金件成形。蠕變時(shí)效成形還可以用于鈑金件的校形。因此在“灣流”的機(jī)翼上蒙皮、GIV、B-IB和空客A330/340/380上都采用了蠕變時(shí)效成形方法。在民用飛機(jī)的應(yīng)用方面，空客、波音和麥道的早期機(jī)型已經(jīng)部分采用該項(xiàng)技術(shù)，如MD82、A330/340和A380等大型民用飛機(jī)的整體壁板制造中，其中采用蠕變時(shí)效成形技術(shù)制造的A380飛機(jī)機(jī)翼上壁板材料為7055，零件長(zhǎng)33m，寬2.8m，變厚度3mm-28mm，成形后外形貼合度小于1mm，如圖1所示[1,2]。200

8、0年美國(guó)NASA的IAS(Integralairframestructures)研究計(jì)劃將該技術(shù)列為整體機(jī)身結(jié)構(gòu)制造技術(shù)之一[3]。整體壁板是現(xiàn)代飛機(jī)上最重要的一類零件，既是構(gòu)成飛機(jī)氣動(dòng)外形的重要組成部分，同時(shí)也是機(jī)翼、