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　　铝合金拉弯的材料选择与工艺优化

　　6061-T6铝合金是拉弯常用材料，其18%的延伸率与275MPa屈服强度平衡了成型性与强度。针对不同合金需调整工艺:2024铝合金需预热至150℃以降低开裂风险；7075超硬铝则要控制变形量＜5%。某飞机蒙皮项目通过多道次拉弯（每次变形3%）成功成型半径0.8m的双曲率构件。润滑剂选择尤为关键，含PTFE的高温润滑脂可使摩擦系数降至0.08，避免表面划伤。最新研究显示，在拉弯后立即进行时效处理（175℃/8h）能使6061铝合金强度恢复率达95%，较传统工艺提升20%。

　　传统的型材拉弯无法一次成形三维零部件,满足当前工业对于制件复杂且美观的要求。三维多点柔性拉弯成形是一种新型的柔性拉弯成形技术,它可以实现模具型面的重构并适用于不同类型截面型材的加工制造。铝合型材的三维多点柔性拉弯是一个复杂的力学过程,其制件质量得到控制,而且易出现如截面畸变、起皱、断裂等缺陷。为了提高制件质量,需要对成形过程中的工艺参数进行合理的控制和优化。通过对三维多点柔性拉弯成形进行系统的研究,提出了截面畸变的预测方法和优化方案。本文的主要研究内容及结论如下:1.以有限元模拟为主要研究方法,建立三维多点柔性拉弯成形的有限元模型,研究内容主要包括介绍有限元的基本理论、材料的本构方程、单元类型的选择、模型的合理简化、网格的划分、接触和摩擦以及边界条件的设定,为下文研究铝合金型材三维多点柔性拉弯成形工艺中的有限元模拟部分提供了理论依据。2.采用控制变量法,研究工艺参数对制件截面畸变的影响规律:(1)截面畸变量随多点模具头体数量的增加而逐渐减小。多点模具头体数量由6增大到12时,塌陷率由0.1231降至0.0840,凸胀率由0.0193降至0.0112,截面畸变总体变小。(2)截面畸变量随预拉量的增加而逐渐增大。预拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0935增至0.0981,凸胀率由0.0153增至0.0208,截面畸变总体变大。(3)截面畸变量随补拉量的增加而逐渐增大。补拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0943增至0.0969,凸胀率由0.0164增至0.0170,截面畸变总体变大。(4)截面畸变量随摩擦系数的增加而逐渐增大。摩擦系数由0.05增至0.20时,塌陷率由0.0908增至0.0969,凸胀率由0.0141增至0.0218,截面畸变总体变大。(5)对于型材的截面畸变而言,型材的塌陷是主要的变形方式。3.三维多点柔性拉弯成形制件质量的工艺参数研究。(1)基于预拉量、补拉量、多点模具头体数量和摩擦系数设计四因素四水平的正交试验,运用ABAQUS软件对正交试验表中所列的各个参数组合进行数值模拟,并利用差法对数据进行分析。结果表明:多点模具头体数量对塌陷的影响程度大,补拉量对塌陷的影响程度小;摩擦系数对凸胀的影响程度大,补拉量对凸胀的影响程度小。参数组合是:预拉量为1.0%L,补拉量为0.8%L,多点模具头体数量为12个,摩擦系数为0.15。(2)对获得的参数组合进行多点成形实验验。明有限元模拟可以有效预测三维多点拉弯成形过程下制件的质量,这样可以减少实验次数、节约实验成本、缩短实验时间。

　　围，跨中挠度增加为,图5-4 铰接压弯构件,陈产裙丹诽穆累勉出矛渗茧卑笆囱适鸣屈坍凛阿扎伪沂蹦峙弦影埠蕴广脏金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件,5.拉弯和压弯构件,5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算（续1）,（5-3）,式中aN/NE。由横向荷载产生的跨中弯矩为M，由轴力产生的弯矩为Nvmax，因此跨中总弯矩,（5-4）,式中:bm等效弯矩系数，；,弯矩放大系数，。,根据各种荷载和支承情况产生的跨中弯矩M和跨中挠度vm，可以计算出等效弯矩系数bm。,奠导障过睛鞘煮隐寺敢橱恰柬红擂至菌刑榷统坠氛啼筋谴翟裂值腑篆干柒金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件金属结构设计第

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　　材料参数及精度:1.     材料:              铝带卷板: 2.     带料厚度:          0.3-2.0mm 3.     带材宽度:          300--1300mm

　　4.     带卷外径:          ≤Φ1600mm

　　5.     卷板带材内径:       Φ508mm

　　卷板大重量:       7t7.     带材屈服较限:      δ≤180Mpa 8.     机组速度:          0-60m/min 9.     张力辊直径:        Φ800mm×1400mm

　　铝合金挤压型材由于其具有良好塑性、轻量性、耐腐性、高比强度（2、6、7系列铝合金材料可进行时效强化处理以获得更高强度）、表面处理等特点，被大量采用弯曲成形制作各种弯曲件，广泛应用于轨道交通车辆、航空航天器材、物流输送轨架、汽车轮船骨架、建筑幕墙结构件、医疗器械滑轨、家居装饰等诸多领域。弯形件的设计要求也呈现多样化及功能化，随着科学技术及工艺装备的不断提高，弯曲工艺也呈现多元化发展。国外弯形技术已有三四十年的发展史，工艺技术力量雄厚。但我国高端产品的开发制造于轨道车辆型材厂及航空航天制造厂等大型企业，技术性强，国内整体弯曲成形制造技术实力比国外还有明显差距。型材弯曲工艺按照弯形设备和弯形工艺原理的不同可分为:拉弯成形（两维、三维）、辊弯成形、压弯成形、绕弯成形。按照工件形状的不同又可分为:二维弯形工件（见图1）、空间三维弯形工件（见图2）。