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1、制造技術(shù)研究2014年4月第2期壓彎成形對(duì)A6N01鋁合金疲勞性能的影響胡浩李曉星趙金澤喬雅智周超（北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京100191）摘要：針對(duì)A6N01鋁合金材料的壓彎成形工藝，研究了壓彎成形過(guò)程中等效塑性應(yīng)變、殘余應(yīng)力、厚度減薄等參數(shù)的變化規(guī)律?；谠疾牧虾统尚渭谠囼?yàn)數(shù)據(jù)，采用三參數(shù)冪函數(shù)形式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，擬合得到S-N曲線。通過(guò)對(duì)比不同狀態(tài)材料的疲勞壽命，探究壓彎成形對(duì)該材料的疲勞壽命的影響。關(guān)鍵詞：壓彎成形；A6N01鋁合金；疲勞；S-N曲線EffectofBendingFormingonFatigueforA6N01Alu
2、minumAlloyHuHaoLiXiaoxingZhaoJinzeQiaoYazhiZhouChao（SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeihangUniversity,Beijing100191）Abstract：AccordingtobendingformingprocessofA6N01aluminumalloy,therulesoftheequivalentplasticstrain,residualstressandthicknessthinningparameterswereobtainedb
3、ytestandFEM.Basedonthematerialsfatiguetestdata,theformofthreeparameterspowerfunctionwasusedforprocessingdataandfittingS-Ncurve.Bycomparingthedifferentstatesofmaterialfatiguelife,theeffectofbendingformingonthefatiguelifeofthematerialwasexplored.Keywords：bendingforming；A6N01aluminumal
4、loy；fatigue；S-Ncurve[5]1引言究冷擠壓成形零件的疲勞壽命。本文通過(guò)對(duì)A6N01鋁合金進(jìn)行壓彎成形和疲勞近年來(lái)，結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)在航空航天、汽車(chē)和高試驗(yàn)，并對(duì)疲勞試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析處理，研究壓彎速列車(chē)等領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，鋁合金以其優(yōu)異的成形對(duì)A6N01鋁合金疲勞性能的影響。比強(qiáng)度、比剛性得到了廣泛的應(yīng)用。在空客A380上大量采用鋁合金及其結(jié)構(gòu)以提高性能，總體材料的使2壓彎成形試驗(yàn)用上鋁合金占61%。隨著鋁合金的廣泛使用，對(duì)其疲勞性能的研究具有重要意義。2.1試驗(yàn)材料以往的研究大多是基于對(duì)材料自身疲勞性能的試驗(yàn)所采用的國(guó)產(chǎn)化A6N01鋁合金
5、屬于研究，近年來(lái)越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注制造工藝對(duì)零Al-Mg-Si系鋁合金，主要用于軌道交通設(shè)備等結(jié)構(gòu)件[6]件后期疲勞性能的影響。張志遠(yuǎn)等研究了噴丸強(qiáng)化對(duì)制造，符合JISH4100標(biāo)準(zhǔn)。其化學(xué)成分見(jiàn)表1。2024鋁合金預(yù)拉伸板疲勞壽命及其分布規(guī)律的影[1]表1A6N01鋁合金的化學(xué)成分（%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）響。岳俊等研究了化學(xué)銑切對(duì)鋁合金疲勞性能的影SiFeCuMnMgCrZnTiAl[2]響。金興等研究了蠕變時(shí)效成形對(duì)7B04鋁合金疲0.700.350.100.100.450.100.100.10余量[3]勞性能的影響。張宏等研究了激光沖擊處理對(duì)2024[4]鋁
6、合金疲勞性能的影響。王濤等利用有限元分析研作者簡(jiǎn)介：胡浩（1989-），碩士，航空宇航制造工程專(zhuān)業(yè)；研究方向：鋁合金型材壓彎成形及疲勞性能研究。收稿日期：2014-02-2136制造技術(shù)研究航天制造技術(shù)2.2壓彎成形試驗(yàn)常用型材彎曲方法有拉彎、壓彎、繞彎和滾彎等多種彎曲方法。壓彎成形是通過(guò)上下彎曲模具對(duì)材料施加變形壓力進(jìn)行彎曲成形的方法。該方法通常用來(lái)[7]成形壁厚較大的型材，簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)效率較高。圖1為典型的壓彎示意圖。本文壓彎成形的A6N01鋁合金型材的截面如圖2，型材壁厚為6mm，采用YY-250t彎曲設(shè)備成形。為減少?gòu)澢^(guò)程中由于徑向壓應(yīng)力引起的截面
7、畸變，采用鋁芯塊進(jìn)行填充，芯塊厚度為7mm與腔室各邊圖1壓彎成形示意圖間隙0.3mm，芯塊之間的間距為3mm。選取3種半徑進(jìn)行壓彎試驗(yàn)，每種半徑得到試驗(yàn)件2個(gè)。75200a型材截面示意圖b壓彎成形設(shè)備圖示c壓彎成形實(shí)際結(jié)果示意圖圖2壓彎成形試件及設(shè)備2.3超聲無(wú)損探傷在壓彎成形后，進(jìn)行了超聲波無(wú)損檢測(cè)，以探究壓彎成形是否造成材料內(nèi)部的微裂紋影響疲勞試驗(yàn)的結(jié)果。超聲波無(wú)損檢測(cè)選取成形量較大的R1200型材進(jìn)行試驗(yàn)。超聲探傷的結(jié)果如圖3，探傷結(jié)果顯圖3超聲無(wú)損檢測(cè)結(jié)果示，雖然存在局部應(yīng)力應(yīng)變集中，但是波強(qiáng)整體呈現(xiàn)連續(xù)性，并未出現(xiàn)裂紋。通過(guò)超聲波無(wú)損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)壓2.4
8、壓彎成形有限元分析彎成形后材料無(wú)內(nèi)部裂
