1、隨著新型裝備向輕量化、高性能的方向發(fā)展，高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件的應(yīng)用越來越廣泛，且大多是裝備中的關(guān)重構(gòu)件，往往需承受較大的載荷作用。此類構(gòu)件幾何形狀比較復(fù)雜，內(nèi)部多處有較高的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，且構(gòu)件截面尺寸變化較大，局部腹板較薄且壁厚差較大。目前采用由鋼板分體沖壓成形后焊接的加工方法使構(gòu)件的質(zhì)量較大，無法實(shí)現(xiàn)裝備輕量化的需求。而高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件的整體塑性成形比較困難，常規(guī)成形過程容易產(chǎn)生折疊、充不滿等缺陷。而高強(qiáng)鋁合金則有塑性較低、成形

2、溫度范圍較窄、成形過程容易產(chǎn)生缺陷等問題，上述問題均增大了此類構(gòu)件加工制造的難度。研究高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件整體塑性成形新技術(shù)，突破其制造瓶頸，是現(xiàn)代裝備輕量化研究領(lǐng)域的迫切需求。
　　本文利用塑性成形理論與有限元數(shù)值模擬及試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件成形過程中材料流動特性進(jìn)行了研究；研究了變形過程中應(yīng)力、應(yīng)變、載荷、速度矢量等物理場量的分布及變化規(guī)律；研究了預(yù)成形毛坯結(jié)構(gòu)參數(shù)對的金屬流動規(guī)律的影響；建立了整體成形過

3、程金屬材料流動模型，對模型各個區(qū)域進(jìn)行力學(xué)分析，研究不同成形階段金屬材料流動模式；利用主應(yīng)力法建立軸向分流成形分流面半徑計(jì)算公式；推導(dǎo)出了軸向分流單位成形力計(jì)算公式；提取并構(gòu)建V型及L型筋結(jié)構(gòu)模型，研究了成形過程金屬材料流動特性，對各變形區(qū)區(qū)域進(jìn)行了力學(xué)分析，研究工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)對成形載荷及金屬材料流動規(guī)律的影響；研究V型筋板構(gòu)件折疊缺陷形成機(jī)制，建立了V型筋板構(gòu)件折疊極限圖，研究了V型筋結(jié)構(gòu)參數(shù)對折疊極限的影響；總結(jié)歸納出鋁合金L型

4、構(gòu)件結(jié)構(gòu)參數(shù)的基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
　　研究了高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件預(yù)成形毛坯結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)曲面法，建立以預(yù)成形毛坯結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以變形均勻性系數(shù)Ψm、材料利用率Vk及終成形載荷Fz為目標(biāo)函數(shù)的響應(yīng)面模型，利用線性加權(quán)法對回歸模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化分析求解，獲得最優(yōu)化的預(yù)成形結(jié)構(gòu)參數(shù)，各目標(biāo)函數(shù)均得到了最優(yōu)解：變形均勻性系數(shù)指標(biāo)降低7％、材料利用率提高6%、終成形載荷Fz降低了7%。
　　研究高強(qiáng)鋁合金

5、復(fù)雜筋板構(gòu)件整體成形新技術(shù)，提出針對此類構(gòu)件的軸向分流成形工藝：通過優(yōu)化預(yù)成形毛坯、控制材料的軸向分流，提高材料徑向流動性，降低了坯料充填模腔的阻力，使終成形載荷降低60%以上。通過優(yōu)化軸向分流關(guān)鍵工藝參數(shù)，避免了終成形折疊及充不滿等缺陷。成功試制出高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件，綜合力學(xué)性能較常規(guī)整體成形提高10%以上，完全滿足裝備服役指標(biāo)要求。
　　以上研究結(jié)論及成果為高強(qiáng)鋁合金復(fù)雜筋板構(gòu)件的整體成形技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)，對實(shí)現(xiàn)此類構(gòu)件