蠕变时效成形综述

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1、控制变形理论与应用姓名：李承波学号：113111133指导老师：叶凌英日期：2011、12蠕变时效成形技术综述摘要：蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性，将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。蠕变时效成形是实现大型蒙皮和壁板件成形的有效方法。文章从蠕变时效成形基本原理以及成形特点出发，重点阐述了基于零件回弹补偿的工装外型面的优化技术、成形工装、蠕变时效成形过程对零件材料微观组织性能的影响和新型可时效成形铝合金的开发及应用等关键技术的研究进展及发展趋势。分析了蠕变时效成形的原理。结合试验分析了蠕变时效成形的实际效果。详细论述了栽荷施加方式和型面确定方法等关键技术。并阐述了蠕变时效成形可能的

2、应用领域和应用前景。并针对我国大飞机的研制需求，结合国内现有研究基础和水平，提出了我国开展蠕变时效成形技术研究的建议。关键词：蠕变时效成形；整体壁板；铝合金；有限元ABSTRACT：Creepageforming(CAF)isacombinedformingandageingheattreatmentprocess.Startingfromtheprincipleandthecharacteristicsofthecreepageformlingprocess,theresearchsituationandthedevelopingtendencyonthekeytechnologies,s

3、uchastoolsurfaceoptimisationbasedonthespringback,formingtools,theeffectofthecreepageformingonmechmcalpropertiesandmicrostructuralevolution,developmentofnoveldamagetolerantalloysaredetailedintroducedinthispaper.Theprincipleofthecreepageformingandthepracticaleffectofthecreepageformingareanalyzedbymea

4、nsoftests.Somekeytechnologies,suchastheloadingmethodandmethodofdiesurfacedeterminationaredescribedindetail.Thepossibleapplicationandtheprospectofthecreepageformingareintroduced.Finally，basedontheexistingresearchsituationandtherequirementsfordevelopingthelargeairplaneinChina，somesuggestionsandresear

5、chemphasisondevelopingcreepageformingtechnologiesarepointedout．Keywords：CreepAgeForming;IntegralPanel;Aluminum;FE前言在航空工业中，对飞机钣金件成形后的性能要求在不断提高，包括提高强度和刚度、减轻重量、提高抗疲劳断裂的能力等。蠕变时效成形由于能满足这些要求而得到发展，该方法将人工时效与成形制造相结合，利用铝合金在弹性应力作用下在一定温度发生蠕变变形，从而得到具有一定形状的结构件。同时，利用时效处理得到铝合金所需的性能。与常规的塑性成形方法相比，成形应力低于屈服应力，降低了材料发生破

6、裂的几率。同时，时效成形过程中由于蠕变而导致应力松弛以及后续回弹，时效成形铝合金结构件残余应力水平低，耐疲劳与应力腐蚀性能有所提高，长期服役能力更好。同时工件的回弹量较小、残余应力小、产品精度高、成形后材料机械性能好、适用大型蒙皮类钣金件的成形等特点，其应用越来越广。除了用于小曲率大型复杂蒙皮类钣金件外，还可用于小批量的小型钣金件成形。蠕变时效成形还可以用于钣金件的校形。因此在“湾流”的机翼上蒙皮、GIV、B-IB和空客A330/340/380上都采用了蠕变时效成形方法。在民用飞机的应用方面，空客、波音和麦道的早期机型已经部分采用该项技术，如MD82、A330/340和A380等大型民用飞机

7、的整体壁板制造中，其中采用蠕变时效成形技术制造的A380飞机机翼上壁板材料为7055，零件长33m，宽2.8m，变厚度3mm-28mm，成形后外形贴合度小于1mm，如图1所示[1,2]。2000年美国NASA的IAS(Integralairframestructures)研究计划将该技术列为整体机身结构制造技术之一[3]。整体壁板是现代飞机上最重要的一类零件，既是构成飞机气动外形的重要组成部分，同时也是机翼、