塑性工程学报：5A06薄壁壳体超塑胀形过程壁厚分布规律及其控制
2022-04-25【作 者】李志强;陆文林;王伟亮;王勇
【引 言】
Al一Mg系铝合金5 A06一0作为航空航天常用结构材料[1]，具有较高的比强度，R≥160 MPa。但使用冷冲压工艺生产5 A06一O薄壁壳体件，会发生高回弹、低塑性的现象，难以成形复杂形状的制件。而在超塑性条件下，铝合金塑性增强，可一次性成形复杂形状的制件，且在高温条件下，铝合金板料基本没有回弹，模具设计较为简单fzl。超塑性气胀作为板材超塑成形常用工艺，具有设备吨位小，模具结构简单等优势，但由于板材在变形过程中压边部分材料难以流动，零件表面积增加依靠板厚减薄，同时，由于应力应变分布不均、摩擦，导致板料厚度分布不均匀[3j，引起零件在实际使用过程中的应力集中，这对航空航天结构零件是致命的缺陷，所以改善该类零件的壁厚分布具有重要意义。本文所涉及的零件仅为试验件，为真实零件的正反胀形模具设计提供指导。
采用正反胀形法改善薄壁壳体壁厚分布时，反胀形模具对最终零件壁厚分布，甚至对能否成形零件有重要影响。近年来学者对正反胀形来改善壁厚的研究多限于计算机模拟，进行大量反胀形形状的模拟对模具设计有一定的指导作用，但仅仅停留在定性层面，对实验部分进而拓展到定量层面研究较少〔4 -6J。本文采用Mar。对反胀形模具进行了优化，并对优化结果进行试验验证，对两种反胀形模具进行了定性、定量的分析，并应用壁厚分布均方差的概念，对该类薄壁零件的壁厚分布进行了整体描述，为大型铝合金壳体的超塑性正反胀形模具设计奠定了基础。
【结 论】
1、正反胀形法可改善其薄壁壳体气胀成形的壁厚分布，且不同的反胀形形状会得到不同的壁厚分布，本实验采用的两种反胀形模具都能使壁厚分布得到改善，壁厚分布均方差从0. 1236分别减小到0. 0727和0. 0642。
2、在设计反胀形形状时，不能使反胀形变形太过集中，否则容易出现板料变形剧烈板料被拉裂的情况。
3、壁厚分布均方差能更好的描述零件整体的壁厚分布，相比平均壁厚与最小壁厚更为严谨、全面。
4、Marc模拟正反胀形在定性层面上对模具的优化做出指导，节省正反胀形试验成本，在定量层面上，会有一定的偏差，但偏差经过模拟参数的调整，可以降低到可接受范围。
以下是正文：
