[发明专利]一种成形制备铝合金构件产品的方法

说明书

本发明提供了一种成形制备铝合金构件产品的方法，在计算机设计模具型面的过程中，包括在有限元软件中以构件目标型面作为初始型面，根据初始型面建立三维模型，再对拥有初始型面的模具进行从构件蠕变时效成形温度降温至室温的降温模拟，再以降温后的模具型面作为后续的成形回弹补偿迭代计算的初始值，本发明基于数学最优化基本思想，在构件成形回弹补偿的迭代过程之前确定一个离最优解更接近的初始值，然后再将初始值进行迭代，从而达到减少迭代次数的目的。相比于直接以构件目标型面作为迭代计算初始值的方式，本发明可减少约50％的迭代次数，大大的提高了求解效率，节约了模具设计人员的宝贵时间，尤其是对于大型构件，这一优势更加明显。

技术领域

本发明涉及金属板料蠕变时效成形制造技术领域，尤其涉及一种成形制备铝合金构件产品的方法。

背景技术

参见图1及图2，铝合金构件的蠕变时效成形模具1包括模具型面10及用于支撑模具型面的模具框架支撑，其中模具型面对铝合金构件2的成形质量起决定性作用，铝合金构件的蠕变时效成形过程需要相应的成形模具通过模具型面给其赋予外形形状，成形模具的模具型面尺寸精度是铝合金构件形状尺寸精度的重要保障。现有的模具型面设计大多是直接将室温下的铝合金构件的目标型面作为成形模具的型面，而忽略了在铝合金构件蠕变时效成形温度下成形模具型面的热膨胀变形对铝合金构件尺寸精度的影响。铝合金构件在蠕变时效成形时的型面是靠在该蠕变时效成形温度下热变形后的模具型面11保证的，随着铝合金构件尺寸的增大，模具型面在蠕变时效成形温度下的型面相比于室温时发生的热变形也较大，尤其是对于大型铝合金构件，如飞机壳体、机翼或其他部件，其长度可达几米甚至十几米，相应的模具在热压成形温度与常温之间的形变量是可观的，其对铝合金构件尺寸精度的影响不可忽略，因此，现有技术中需要一种考虑模具热变形的成形制备铝合金构件产品的方法来解决制备大型的铝合金构件时，在构件的计算机设计模具过程中易产生的尺寸精度问题。

中国专利201810739174.8公开了一种用于蠕变时效成形的回弹补偿方法，其过程包括三步，分别为：

步骤S100：建立有限元仿真模型，进行构件蠕变时效成形后，得到蠕变构件；

步骤S200：令每次迭代补偿回弹后的构件外型面为Pi(i＝0，1，2，3......，0表示首次仿真得到的回弹型面)，删除当前仿真使用的模具型面Mi(i＝0，1，2，3......，0表示首次仿真时输入的模具型面，即构件的目标型面)，计算所述蠕变构件回弹后的回弹外型面Pi上各节点到目标型面Pgoal上各节点的垂直距离ΔZij，ΔZij表示第i次迭代后构件回弹型面上节点j到目标型面Pgoal的垂直距离，取各节点中所述垂直距离ΔZij的垂直距离最大值max(ΔZ)，判断是否所述垂直距离最大值max(ΔZ)≤工程误差，如果所述判断结果为是，则将所述构件回弹外型面Pi对应的当前模具型面Mi作为回弹补偿模具型面并进行步骤S300，如果所述判断结果为否则构建第i+1次仿真用的模具型面，并重复所述步骤S100～200，直至所述判断为是；

步骤S300：根据所述回弹补偿模具型面建立构件蠕变时效成形模具，对所述构件蠕变

时效成形模具进行模具降温有限元仿真，得到回弹热膨胀模具型面，所述模具降温有限元仿真中设置初始温度为所述构件蠕变时效成形步骤中构件的成型温度并输入所述构件在所述蠕变时效成形步骤中的降温曲线。