雙向預拉伸對新淬火態2024薄鋁板殘余應力的影響

郭瑞超， 吳建軍， 張 深， 李 浩

(西北工業大學 機電學院，西安710072)

隨著航空工業的發展，新一代飛機對輕量化和整體化提出了更高要求，越來越多的飛機零件尺寸變得越來越大，結構也越來越復雜。同時為了滿足重量的要求，越來越多的金屬蜂窩結構應用在現有飛機的設計中。其中2024 鋁合金是Al-Cu-Mg 系高強硬鋁合金，具有良好的成形能力和機械加工性能，能夠獲得各種類型的制品，因而它是航空工業中使用最廣泛的鋁合金之一［1］，是制作飛機金屬蜂窩面板的首選材料。

硬鋁合金在成形和熱處理過程中，其內部不可避免的產生殘余應力。為了降低毛坯初始殘余應力引起的加工變形，必須設法抑制與消除鋁合金板材內部的殘余應力。預拉伸消除殘余應力的方法是將淬火后的板材在規定的時間內，進行一定量的拉伸塑性變形，通過彈性變形向塑性變形的過渡來消除殘余應力。采用預拉伸法不但可以保持熱處理強化合金所具有的高強度性能，還能實現優良的加工和機械性能［2，3］。因此，研究預拉伸消除殘余應力有著重要意義。拉伸消除殘余應力的方法相對簡便，便于實用。但目前主要是針對塊體或厚板(15 ～20mm 以上)開展相關研究，而對于本工作所涉及的薄板(厚度為0.3 ～0.5mm)并無相關研究工作。目前國內外對預拉伸消除淬火殘余應力的研究主要集中在單向拉伸［4～10］，對雙向預拉伸消除淬火殘余應力的研究相對較少。

本工作通過建立預拉伸的有限元模型，研究雙向預拉伸對新淬火態2024 薄鋁板殘余應力的影響，進行實驗驗證，對結果規律進行探討。……