关键词:
7B50铝合金
整体壁板
时效成形
屈曲分析
有限元
摘要:
目的以航空7xxx系铝合金整体壁板为研究对象,建立时效成形仿真和轴压承载仿真的联合仿真方法,研究时效成形工艺对壁板承载能力的影响,提高成形壁板的承载载荷预测精度。方法基于ABAQUS的整体壁板CREEP子程序成形仿真结果,开发UMAT子程序,将屈服强度的大小及分布等成形结果信息引入轴压承载仿真模型中,从而实现考虑成形工艺影响的整体壁板非线性屈曲仿真模拟和极限载荷预测,并开展了时效成形壁板的轴压承载试验。为了对比,还进行了基于人工时效材料强度的机加壁板轴压承载仿真。结果通过联合仿真计算得到的成形壁板极限承载载荷为1055 kN,与成形壁板极限载荷试验值的相对误差为1.1%,而机加壁板仿真计算结果为1182 kN,与成形壁板试验值的相对误差为13.2%。分析壁板在轴压仿真过程中的应力情况可知,与机加壁板相比,时效成形壁板的材料强度有所降低,因此,它先达到结构承载极限并发生失稳,仿真模型的破坏形式与试验件的一致。结论铝合金整体壁板时效成形-轴压承载联合仿真能准确预测时效成形壁板的结构承载能力,为整体壁板的设计-制造-强度校核一体化提供了新的计算方法。