鋁合金板陣列微結構零件電磁沖擊液壓成形研究

顏子欽，趙鵬，朱玉德，陽光，王瀚鵬，徐勇，崔曉輝,*

鋁合金板陣列微結構零件電磁沖擊液壓成形研究

顏子欽1a，趙鵬1a，朱玉德2，陽光1b，王瀚鵬1b，徐勇3，崔曉輝1b,2*

（1.中南大學 a.機電工程學院 b.輕合金研究院，長沙 410083；2.恩普賽技術有限公司，湖北 襄陽 441021；3.中國科學院金屬研究所，沈陽 110016）

解決室溫條件下因鋁合金塑性流動不均而導致的零件開裂和尺寸偏差等問題。利用高速沖擊提高材料成形極限以及流體均勻載荷精確控形的優勢，提出了電磁沖擊液壓工藝并實現了鋁合金陣列結構零件的成形，采用實驗手段研究了放電電壓和放電次數對零件貼模精度和厚度分布的影響。隨著放電電壓的增大，零件的成形深度增大。在單次放電8 kV下，板料最大成形深度達到模具深度的97%，連續3次放電8 kV后，零件通道填充率達到89.7%。建立了與物理實驗模型一致的電磁-流體-結構的多物理場耦合仿真模型，發現沖擊液體對板料施加的瞬態壓強超過200 MPa，板料最大變形速度達到40.5 m/s。模擬得到的板料變形輪廓與實驗結果一致，證明了多物理場耦合仿真模型的準確性。電磁沖擊液壓成形是一種新型的高速成形方法，能夠實現鋁合金陣列微結構零件的精確制造，為提高復雜薄壁難變形構件的成形性能和精度提供了新的技術手段。

電磁沖擊液壓；陣列微結構；高速率成形；多物理場耦合仿真；流固耦合

鋁合金具有較高的比強度和較好的耐腐蝕性，它制成的陣列微結構零件被廣泛應用于交通運輸行業[1]。……