泡沫铝芯三明治板材u型弯曲成形试验研究

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1、精密成形工程第2卷第2期J()URNAIOFNETSHAPEFORMINGENGINEERING2010年3月泡沫铝芯三明治板材U型弯曲成形试验研究孙振忠，何伟峰，陈盛贵(东莞理工学院机械工程学院，广东东莞523808)摘要：研究了泡沫铝芯三明治板材U型弯曲工艺，建立了冲压弯曲试验系统，给出了泡沫铝芯三明治板材弯曲变形模式和载荷位移曲线。综合运用试验、塑性力学理论分析了三明治板材冲压弯曲宏微观协调变形机制，以及泡沫铝三明治板材冲压成形板面泡沫铝芯问界面剥离、圆角半径处过度减薄、泡沫铝芯剪应力裂纹等主要成形缺陷。探讨了压边力和冲压成形板厚的控制规律。关键词：泡沫铝芯三

2、明治板材；冲压；成形机制；成形缺陷中图分类号：TG386．31文献标识码：A文章编号：1674～6457(20l0)02—0060—05ResearchonU．bendofFoamAluminumSandwichPanelsSUNZhen—zhongHEWeDfengCHENSheng—gui(InstituteofMechanicalEngineering，DongGuanUniversityofTechnology，DongGuan523808，China)Abstract：ThearticlestudiestheU—bendingprocessofalumin

3、iumfoamsandwich(AFS)，andtheexperimentalsystemofU—bendingisestablished．Thebendingdeformationmodesandload—displacementcurvesofAFSaregivenbyexperiments．ThemacromicrocoordinationdeformationmechanismofAFSisanalyzedsyntheticallybyusingexperimentsandplasticmechanicstheory．Andmajordeformationd

4、efectssuchasthedelaminationbetweenpanelandfoamcore，theexcessivethinningoffilletradiusandtheshearstresscracksoffoamcorearealsostudied．Lastly，thecontrolrulesofblankholderforce，andthechangerulesofstampspecimenthicknesswithjncreasedpunchstrokearediscussed．Keywords：AFS；punch；formingmechanis

5、ms；deformationdefects泡沫铝芯三明治板材是一种新型功能材料。它进行了广泛研究[2]。谢中友等[4对泡沫铝填充薄的结构件具有许多独特性能，如高比强度、高比刚壁圆管的三点弯曲实验进行了数值模拟，实验和数度、吸声、隔声、隔热、阻燃、减振、吸收冲击能、电磁值计算结果表明，填充泡沫铝后，薄壁圆管三点弯曲屏蔽等多种物理性能。在汽车工业、建筑业、化工承载能力有很大的提高。Hanssen等用实验方法业、航空航天业、船舶、兵器等领域具有广泛的应用研究了泡沫铝填充薄壁AA6060铝合金方管的三点前景。弯曲行为，发现填充泡沫铝大大改变了结构局部变作为三明治体型结构件，

6、它的抗弯性能受到了形模式，同时提出了一种预测泡沫铝填充结构承载相当的重视。M．Styles等人对四点弯曲条件下的力的计算方法。Santosa等_6用实验和数值模拟的泡沫铝三明治梁』及三点弯曲下的三明治梁的失效方法研究了泡沫铝填充结构弯曲行为，结果表明泡收稿日期：201002一l3作者简介：孙振忠(1969一)，男，黑龙江人，教授，工学博士，主要研究方向为塑性成形理论及数值模拟，发表学术论文5O余篇，其中SCI收录9次，EI收录25次。第2卷第2期孙振忠等：泡沫铝芯明治板材u型弯曲成形试验研究沫铝能有效减小局部压入变形，使结构保持较高的利用电火花线切割工艺将三明治板材

7、切割成长承载力。许坤等进一步对泡沫铝填充薄壁方管弯220mm×30mm板条，用于弯曲成形。曲行为作了理论研究，在实验基础上提出了一个分析填充结构弯曲行为的理论方法。Kim等I用实2弯曲工艺试验验和数值模拟的方法研究了泡沫铝合金填充薄壁圆管的弯曲行为，结果表明填充泡沫铝后结构承载能力有很大提高。虽然很多学者对泡沫铝及其三明治体型结构件的力学性能、承载能力、结构模型及数值模拟做了大量的研究工作，但是，三明治板材板面与泡沫铝芯间大变形时界面特性和力学过程的交互影响，板面金属和泡沫铝之间大变形时不同的屈服特征，使三明治板材大塑性变形的研究变得非常复杂。且三明治体型结构件