机械工程学报

作者：卢书林, 王建峰, 占小红, 段宇航, 程立宏, 黄舒文, 赵耀邦

单位：1. 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京 211106;2. 上海航天精密机械研究所 上海 201600

关键词：铝合金,金属旋压,预成形,热处理,残余应力；

基金：国防基础科研计划资助项目(JCKY2023605C010)。

为提高可重复火箭的使用寿命，针对火箭贮箱箱底制造过程中预成形和热处理工序对2219铝合金旋压薄壁结构残余应力的影响开展研究。基于Abaqus软件建立考虑预成形和热处理的旋压仿真模型，通过预定义场实现应力及变形的仿真结果传递，并采用盲孔法进行试验验证。对比有无预成形工序的旋压仿真结果，发现“预成形+旋压”零件中部区域应变更为均匀，壁厚变化较小，减薄率降低达5.2%，这是由于预成形作用下，后续旋压工序变形量减小，旋压过程变形更稳定。无预成形工序的“单旋压”零件在外沿部位存在由应力集中区域组成的应力环，最大残余应力值为173.9 MPa。相比之下，“预成形+旋压”零件的应力环受预成形工序引入应力的影响，最大残余应力增大41.3%，可达245.7 MPa，但是应力环分布更加均匀且宽度减小，应力集中区域细化。随后对“预成形+旋压”零件施加热处理，结果表明，热处理对应变及减薄率影响不显著，但可使旋压后的残余应力显著降低63.5%，有助于缓解旋压引起的应力集中现象，使残余应力分布均匀化。

来源：2025年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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