行業(yè)新聞

2000 系合金是 Al（鋁）-Cu（銅）系合金，是 1種可熱處理強(qiáng)化的鋁合金。它具有優(yōu)良的鍛造性能、焊接性能以及烘烤強(qiáng)化效應(yīng)。合金中的主要強(qiáng)化相為 CuAl2，含有一定量 Mg（鎂）時(shí)還有CuMgAl2強(qiáng)化相，具有較高的屈服和抗拉強(qiáng)度，但抗腐蝕性能較差。2000 系合金中除主加元素外，Cd（鎘）、Ag（銀）2 種元素的單獨(dú)加入或者復(fù)合添加均可以顯著增強(qiáng)該系合金的時(shí)效硬化效應(yīng)。微量 In（銦）的添加使 Al-Cu-Li（鋰）合金的屈服強(qiáng)度增加 25%，到達(dá)時(shí)效峰值的時(shí)間縮短 25%，時(shí)效24 h 后的屈服強(qiáng)度提高70%。此外，微量元素的添加還能夠有效改善鋁合金的斷裂韌性、抗應(yīng)力腐蝕及抗疲勞性能。2091合金中微量Zn（鋅）的存在顯著增強(qiáng)了材料的斷裂韌性，如添加 Zn 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%可使 2091 合金的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子值提高3.0 MPa·m1/2；微量 Ce（鈰）的添加能有效改善 Al?Cu4.5合金的抗熱疲勞性能。

文獻(xiàn)研究了加入Sc（鈧）和 Zr（鋯）元素對(duì)的2618 合金性能的影響，發(fā)現(xiàn) Sc 和 Zr 的加入使 2618合金產(chǎn)生一個(gè)初晶相Al3(Sc，Zr)。該相在凝固時(shí)可以作為非均勻形核的核心從而細(xì)化晶粒。由α(Al)固溶體析出的第二相顆粒Al3(Sc，Zr)與基體完全共格，具有明顯的析出強(qiáng)化效果。同時(shí)也使 S’相析出更加均勻。有 Al3(Sc，Zr)相的 2618 合金室溫與高溫的屈服強(qiáng)度均提高，而塑性不下降。王華等制備了含微量Sc、Zr的2524鋁合金板材，對(duì)其組織和性能研究表明微量 Sc 和 Zr 在 2524 鋁合金中主要以次生的 Al3(Sc，Zr)粒子形式存在，這種粒子與基體共格，釘扎位錯(cuò)和亞晶界，高溫固溶處理過程中仍然能夠抑制部分合金的再結(jié)晶。在 T3 狀態(tài)下，含 Sc、Zr 的 2524 鋁合金的塑性與 2524 鋁合金的相當(dāng)，而屈服強(qiáng)度提高了18 MPa。微量Sc、Zr對(duì)Al-Cu-Mg 合金的強(qiáng)化作用主要來源于添加微量Sc、Zr 引起的細(xì)晶強(qiáng)化、亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和析出強(qiáng)化。由于合金元素及其構(gòu)成第二相的影響，2000 系鋁合金板材在烘烤過程中容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，且其抗應(yīng)力腐蝕能力差，嚴(yán)重限制了該系列板材在車身外板的應(yīng)用。

5000 系合金是不可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，具有中等的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度、耐蝕性、加工性能與良好的焊接性。Mg 溶于 Al 基體中形成固溶強(qiáng)化，使合金在屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、成形性和抗蝕性方面具有一般鋼材的特點(diǎn)，所以日本廣泛應(yīng)用5000 系鋁合金作為汽車內(nèi)板材料（5022、5023、5182）以及其它形狀復(fù)雜的部件。5000 系合金的固溶強(qiáng)化存在延時(shí)屈服和勒德斯線 2 個(gè)明顯的缺點(diǎn)，此外與6000系相比，5000系合金在噴漆退火后其屈服強(qiáng)度下降，而 6000 系的屈服強(qiáng)度上升。目前 5000 系鋁合金的研究通常是通過優(yōu)化合金成分、控制雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、添加微量元素改善合金性能。如在 5050、5150 基礎(chǔ)上添加微量 Mn（錳）、Ga（鎵）研究而成的5025，具有優(yōu)良的壓力加工性能、成形性能和耐腐蝕性[8]。近年來，在 Al-Mg 合金中同時(shí)添加Sc和Zr 元素的研究較多，采用Sc和Zr 復(fù)合微合金化可顯著提高合金的抗拉強(qiáng)度。

5000 系鋁合金中，隨 Mg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，材料的伸長(zhǎng)率開始下降，但當(dāng)Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2%以后，伸長(zhǎng)率會(huì)迅速上升，近年來還開發(fā)出了 Mg 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá) 5%～6%的高鎂鋁合金板。另一方面，適當(dāng)?shù)丶尤?Mn 元素，使 Mg 相沉淀均勻，可以提高合金的抗腐蝕性能，同時(shí)能提高合金的再結(jié)晶溫度，抑制晶粒長(zhǎng)大，確保合金具有更高的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)向鋁中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的Mg，可以使材料的抗拉強(qiáng)度提高 35 MPa，而加入同量 Mn的效果則幾乎大了一倍。但 Mn 含量多時(shí)，抗拉強(qiáng)度略有增加，塑性則顯著降低。尤其有微量 Na（鈉）存在時(shí)，熱軋過程會(huì)產(chǎn)生“鈉脆”現(xiàn)象。

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6000 系鋁合金是可熱處理強(qiáng)化的鋁合金，其成形性好、耐蝕性強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高、耐高溫性能較好。6000系鋁合金較7000系合金有較高的疲勞強(qiáng)度，又比 2000 系合金有較好抗腐蝕性能。5000 系合金的斯德勒線及桔皮效應(yīng)不令人滿意，6000 系合金上述 2 種性質(zhì)較好。6000 系合金可以通過添加少量多種合金元素來細(xì)化晶粒，改變?cè)俳Y(jié)晶狀態(tài)，同時(shí)改進(jìn)鑄造、軋制及熱處理工藝獲得良好的綜合性能。6000 系鋁合金的時(shí)效過程就是過飽和固溶體的脫溶分解過程，也是原子擴(kuò)散過程，與時(shí)效時(shí)間和溫度都有關(guān)。自然時(shí)效使人工時(shí)效后合金的抗拉強(qiáng)度、硬度下降，而預(yù)時(shí)效則能減輕自然時(shí)效的有害作用。在固溶處理之后引入預(yù)應(yīng)變會(huì)大大抑制 GP（溶質(zhì)原子富集區(qū)）的形成，加速中間相的形核和長(zhǎng)大。預(yù)應(yīng)變可充分發(fā)揮6000系鋁合金車身板的烘烤硬化效應(yīng)。

6000系合金中除Al 以外，最多的元素是Mg 和Si（硅）。Mg 能提高合金的抗蝕性和可焊性。增加Mg 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有利于提高合金的抗拉強(qiáng)度，但不利于合金的沖壓成形。隨含 Mg 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，合金的抗拉強(qiáng)度升高，但其作用有一定的范圍，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 1.7%時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度明顯降低 。6000系合金中的強(qiáng)化相是Mg2Si。研究表明，合金中強(qiáng)化相 Mg2Si 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)每增加 0.1%，抗拉強(qiáng)度峰值可增加 5 MPa 左右，同時(shí)延伸率也有少量增加，如表 1 所示。除形成強(qiáng)化相以外，Si 能提高鑄造和焊接流動(dòng)性、耐磨性。相對(duì)強(qiáng)化相 Mg2Si 來說，Si 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常是過量的。研究表明，Si 質(zhì)量分?jǐn)?shù)過量時(shí)析出次序以及各亞穩(wěn)相的結(jié)構(gòu)及其晶格常數(shù)不會(huì)改變，但析出相的化學(xué)成分及密度發(fā)生變化。過量的 Si 更易析出大量的團(tuán)簇，更易形成細(xì)小均勻分布的β’’相，使合金密度大大增加，提高合金的抗拉強(qiáng)度。

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熱處理對(duì)合金的組織和性能有很大的影響。鋁合金的熱處理主要包括退火處理、固溶處理、時(shí)效處理、回歸再時(shí)效處理以及最終形變熱處理。5000 系合金是不可熱處理強(qiáng)化合金，因而其熱處理工藝主要是退火處理。5000 系鋁合金板經(jīng)退火處理后，其抗拉強(qiáng)度略有下降，而延伸率和應(yīng)變硬化指數(shù)大幅地提高。退火溫度升高，使板材抗拉強(qiáng)度降低，延伸率增大。文獻(xiàn)[18]得出5754-H24鋁合金板材的退火溫度范圍為240~250 ℃，保溫時(shí)間 1 h。5083 鋁合金板在 300 ℃退火后抗拉強(qiáng)度大幅度降低，塑性明顯提高。在 550 ℃退火時(shí)，軋制態(tài) 5083 鋁合金板材的纖維組織消失，再結(jié)晶晶粒明顯長(zhǎng)大，并等軸化。

2000 系和 6000 系合金是可熱處理強(qiáng)化合金，因而常用固溶處理、時(shí)效處理、回歸再時(shí)效處理以及最終形變熱處理方式改善其組織和性能。固溶處理后通常進(jìn)行時(shí)效處理，固溶處理使強(qiáng)化相最大限度溶入基體，而時(shí)效處理則使強(qiáng)化相從基體中析出，從而使合金的硬度增加。鋁合金經(jīng)固溶+時(shí)效處理后，再次加熱到比時(shí)效更高的溫度，保溫一段時(shí)間后，快速冷卻使材料恢復(fù)到固溶處理狀態(tài)，此時(shí)對(duì)材料再次進(jìn)行時(shí)效處理可以使其屈服及抗拉強(qiáng)度繼續(xù)升高，這一熱處理過程即回歸再時(shí)效熱處理。最終形變熱處理是在鋁合金經(jīng)固溶+時(shí)效處理后，進(jìn)行一定量的冷變形，然后再進(jìn)行最終時(shí)效熱處理，通過這種熱處理工藝，鋁合金材料的屈服強(qiáng)度可以得到很大程度提高。

熱處理后鋁合金板材的最終性能受溫度、時(shí)間因素的影響。鋁合金退火時(shí)，板材的抗拉強(qiáng)度隨退火溫度的升高而降低。淬火時(shí)板材的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率隨淬火加熱溫度的升高而增加。進(jìn)行時(shí)效熱處理時(shí)，隨著時(shí)效熱處理保溫時(shí)間延長(zhǎng)，板材的抗拉強(qiáng)度升高，電導(dǎo)率逐漸增加，但保溫到一定時(shí)間時(shí)出現(xiàn)峰值后開始下降。熱處理工藝對(duì)鋁合金板材的力學(xué)性能和應(yīng)力腐蝕敏感性有影響，2519鋁合金板材經(jīng)先高溫后低溫的雙級(jí)時(shí)效處理（180 ℃×3 h+145 ℃×24 h）后力學(xué)性能最好，但抗應(yīng)力腐蝕性能最差；經(jīng)形變熱處理（20 ℃×100 h+預(yù)變形15%+145 ℃×21 h）后的力學(xué)性能較好，抗應(yīng)力腐蝕性能最好；過時(shí)效狀態(tài)（180 ℃×30 h）下力學(xué)性能最差，抗應(yīng)力腐蝕性能適中。2000 系鋁合金的屈服強(qiáng)度比較高，熱處理進(jìn)行自然時(shí)效時(shí)其屈服強(qiáng)度進(jìn)一步增加，之后的成形難度增加。在自然時(shí)效前，對(duì)其進(jìn)行短時(shí)間的預(yù)時(shí)效，能夠抑制隨后時(shí)效過程中 GP 區(qū)的形成，降低自然時(shí)效的硬化效果，同時(shí)提高合金的應(yīng)變硬化指數(shù)和延伸率，從而提高合金板材的成形性，如圖1所示。6022鋁合金在 500～560 ℃進(jìn)行固溶處理時(shí)，晶粒大小基本不變，而第二相數(shù)量顯著減少，超出該溫度范圍后晶粒粗化。560 ℃固溶處理后自然時(shí)效可獲得最佳力學(xué)性能。時(shí)效前進(jìn)行預(yù)時(shí)效，能有效抑制自然時(shí)效的不良影響并提高模擬烤漆后的烤漆性能。

板材液壓成形是在模腔內(nèi)充滿液體的狀態(tài)下將材料置于模面上，材料隨沖頭的前進(jìn)被壓人充滿液體的模腔內(nèi)，同時(shí)被液體產(chǎn)生的壓力緊貼沖頭，從而形成“摩擦保持效果”；而且液體可以從板料法蘭與凹模間溢出，減少有害摩擦阻力而形成“溢流潤(rùn)滑效果”，因此使板料的成形極限得到極大的提高。板材液壓成形利用靜水壓提高深拉延比并減少成形工件的厚度。常規(guī)沖壓只有 2.0 左右極限深沖比的鋁合金板，用該成形方法沖壓可將極限沖壓比提高到 2.3，超過軟鋼常法沖壓的極限深沖比。有研究者使用一種輔以浮動(dòng)圓盤的液壓成形模具對(duì) 6061 板材進(jìn)行成形。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用這種新的液壓成形模具對(duì)板材進(jìn)行成形時(shí)，液壓成形過程的壓邊力、模腔壓力與成形力均減小。郎利輝對(duì)鋁合金 2B06 覆層板在三向應(yīng)力作用下的成形性能進(jìn)行了研究，板材發(fā)生頸縮時(shí)整體應(yīng)變比單層板更大，成形板的等效應(yīng)力減小，流動(dòng)特性得到改善。

隨著溫度升高，材料的成形性增加。通常，在材料的再結(jié)晶溫度以上的成形過程稱為熱成型，而材料在回復(fù)或再結(jié)晶溫度以下、常溫以上進(jìn)行的成形工藝稱為溫成形。ZHONG H等在不同的溫度條件下試驗(yàn)所獲得的成形極限圖表明，隨著溫度升高，成形極限曲線升高，板料的成形性提高。但用不同成形速度進(jìn)行試驗(yàn)，成形速度過快時(shí)，即使是在較高的溫度條件下，材料的成形性也無顯著提高。LI等對(duì)5000系和6000系鋁合金板材在不同溫度條件下進(jìn)行深拉試驗(yàn)，得到了較優(yōu)的成形溫度及其它的成形工藝條件。從合金熱處理特性來看，5000 系鋁合金板在溫成形溫度區(qū)間內(nèi)成形性顯著提高，易于控制，已有 5182-O 門內(nèi)板、5083發(fā)動(dòng)機(jī)罩等產(chǎn)品試制案例；而6000系鋁合金板由于組織受溫度影響較大，成形條件苛刻，產(chǎn)品的組織和性能難以控制。

壓邊力是板料成形技術(shù)中的重要控制手段，在實(shí)際深拉的過程中理想的壓邊力應(yīng)該是變化的。韓丹瑩等通過采用多級(jí)壓邊力方法，在成形初期和中期允許法蘭輕微起皺的前提下使用低的防皺壓力，在成形后期使用高的壓邊力從而消除這種輕微的起皺，達(dá)到提高工件成形極限的目的。傳統(tǒng)的壓邊方式是采用剛性壓邊圈，壓邊力均勻分布在壓邊圈上。對(duì)于表面形狀復(fù)雜的深拉件，深拉成形過程中金屬材料的流動(dòng)在各個(gè)部分是不均勻的，如果都采用恒定的均勻壓邊力，可能導(dǎo)致在同一零件上同時(shí)出現(xiàn)起皺和拉裂的現(xiàn)象。彈性結(jié)構(gòu)的壓邊裝置可以比較好地解決這個(gè)問題。余海燕等對(duì)鋁合金板進(jìn)行研究，以階梯盒形件為研究對(duì)象進(jìn)行深沖試驗(yàn)，通過多點(diǎn)壓邊力控制系統(tǒng)對(duì)恒壓邊力和變壓邊力方案的效果進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，變壓邊力方案下的工件基本消除了恒壓邊力方案中出現(xiàn)的起皺和破裂，得到了很好的效果。

MUSTAFA 等采用不同的壓邊力對(duì)盒型件進(jìn)行不同深度的拉深試驗(yàn)，研究壓邊力對(duì)其成形的影響。結(jié)果表明，壓邊力是時(shí)間的函數(shù)，通過控制壓邊力的變化，可以提高材料的成形性以及最終獲得高質(zhì)量零件。同時(shí)壓邊力還應(yīng)與位置有關(guān)。通過對(duì)壓邊力的一系列控制，起皺現(xiàn)象得到很好的緩解，但并未完全消除。

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超塑性成形是指板材在一定的變形溫度和變形速度條件下產(chǎn)生超塑性后的成形，鋁合金的超塑性溫度范圍為 500～550 ℃，比溫成形的溫度高許多。超塑性成形能加工常規(guī)沖壓工藝不能成形的復(fù)雜零件。超塑性成形法可分為陽模成形法和陰模成形法。陽模成形法適用于大型的淺成形件，而陰模法則適用于深成形件和復(fù)雜的成形件。

TROEGER等對(duì)6000系合金的超塑性研究表明，500 ℃以上時(shí)合金表現(xiàn)出超塑性。在 540 ℃應(yīng)變速率為2×10-4～5×10-4 /s時(shí)，應(yīng)變速率敏感性達(dá)到最大值0.5 /s。應(yīng)變速率為5×10-4 /s時(shí)合金的單向拉伸延伸率最大達(dá)375%，對(duì)應(yīng)的流變應(yīng)力為4.7 MPa，如圖2所示。周義等用鋁合金以超塑性成形方式進(jìn)行了汽車前擋泥板成形試驗(yàn)，在成形溫度控制在450~500 ℃、最大脹形壓力達(dá)到0.42 MPa的條件下，試驗(yàn)取得成功，整個(gè)成形時(shí)間為 30~60 min。梁繼業(yè)等以 5083 鋁合金為研究對(duì)象對(duì)車門的鋁合金外板的正反脹超塑性成形工藝進(jìn)行了研究，在480 ℃和應(yīng)變速率為 1×10-3 /s 條件下，最大伸長(zhǎng)可達(dá)到242%。雖然超塑性成形時(shí)間比一般成形工藝時(shí)間長(zhǎng)，但在成形時(shí)材料塑性流動(dòng)的阻力非常小，即使是復(fù)雜件也可以一次成形，因而其應(yīng)用前景非常廣泛。

材料的模型主要包括材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、彈性模量、硬化指數(shù)、塑性應(yīng)變比、泊松比。其中，材料的流變應(yīng)力方程是材料模型里面最主要的部分之一。為準(zhǔn)確模擬實(shí)際變形過程，必須有能夠準(zhǔn)確描述材料屈服行為的屈服準(zhǔn)則。目前用于描述塑性變形的屈服準(zhǔn)則主要有 Von-Mises 屈服準(zhǔn)則、Tresca屈服準(zhǔn)則以及Hill屈服準(zhǔn)則。SIGUANG XU 等對(duì) Hill 屈服準(zhǔn)則進(jìn)行研究，通過6111鋁合金試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較基于 Hill’s 1948 和Hill’s 1993屈服準(zhǔn)則對(duì)與極限應(yīng)變的預(yù)測(cè)，結(jié)果表明 Hill’s 1993 屈服準(zhǔn)則可以很好描述鋁合金板材局部縮頸行為。陳忠家等基于合金材料塑性變形過程中位錯(cuò)和溶質(zhì)原子間相互作用的分析，建立了一個(gè)可用于描述鋸齒形屈服現(xiàn)象的唯象本構(gòu)模型。該模型將溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的釘扎效應(yīng)和位錯(cuò)掙脫后的脫釘效應(yīng)置于一個(gè)統(tǒng)一的框架內(nèi)進(jìn)行考慮，而這2個(gè)效應(yīng)的相互競(jìng)爭(zhēng)將決定材料宏觀變形行為的發(fā)展演化。基于該模型的數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果取得了良好的一致性，從而驗(yàn)證了理論和模型的有效性。

通常在對(duì)不銹鋼板各向異性材料進(jìn)行模擬時(shí)多使用 Von-Mises 或 Hill-48 屈服準(zhǔn)則圈間的摩擦系數(shù)變化對(duì)沖壓結(jié)果的影響比坯料與凹模間摩擦系數(shù)變化所產(chǎn)生的影響大，坯料與凹模之間的摩擦系數(shù)越大，對(duì)沖壓結(jié)果就越不利，但這種不利影響隨著坯料與凹模之間摩擦系數(shù)的進(jìn)一步增大而明顯減弱。在沖壓條件不太理想時(shí)，僅僅依靠壓邊力的調(diào)整難以獲得理想結(jié)果，不論沖壓條件如何，壓邊力都存在一個(gè)最優(yōu)值。

板材沖壓成形過程中受許多工藝參數(shù)的影響，通過有限元模擬可以分析各參數(shù)對(duì)其影響規(guī)律，但不能通過簡(jiǎn)單的參數(shù)組合獲得最佳的成形工藝。通過正交設(shè)計(jì)模擬分析各參數(shù)對(duì)板材成形性的影響，不但可以大大節(jié)約計(jì)算時(shí)間，而且可以獲得最佳的成形工藝。汽車覆蓋件成形時(shí)，沖壓速度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響作用大于壓邊力、拉延筋和摩擦系數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，沖壓速度越大，產(chǎn)品的局部厚度越小。在模擬過程中發(fā)現(xiàn)，通過拉延筋的分布以及拉延阻力的設(shè)置，可以消除零件起皺和開裂現(xiàn)象。對(duì)成形后回彈量分析發(fā)現(xiàn)，成形質(zhì)量好的工藝，其回彈量也小。

除成形工藝參數(shù)外，坯料的初始形狀和網(wǎng)格的自適應(yīng)技術(shù)、單元屬性對(duì)沖壓結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行模擬成形時(shí)，若能促進(jìn)板料的初始形狀更好地與材料的流動(dòng)規(guī)律相適應(yīng)，就能改善板料最終的成形質(zhì)量。通過對(duì)坯料局部形狀的調(diào)整能進(jìn)一步消除成形缺陷。在模擬時(shí)采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)能夠在保證成形模擬精度的同時(shí)避免計(jì)算效率的下降。板料成形時(shí)，由于其厚度很小，因而通常采用2號(hào)BT殼單元，采用該單元進(jìn)行模擬有較高的精度和較高的效率。成形時(shí)常在厚度方向上采用 3 個(gè)積分點(diǎn)，若進(jìn)行回彈分析，則需采用16號(hào)全積分單元，并選用7個(gè)積分點(diǎn)。

覆蓋件成形時(shí)發(fā)生彈性和塑性變形，卸載后彈性變形部分恢復(fù)而發(fā)生回彈現(xiàn)象。覆蓋件的回彈嚴(yán)重影響產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量，因而需要對(duì)產(chǎn)品回彈進(jìn)行預(yù)測(cè)并加以控制。目前主要用有限元法對(duì)成形后的回彈進(jìn)行研究。張凇等使用 Dynaform 有限元軟件對(duì)汽車底座橫梁外板的沖壓成形后回彈進(jìn)行仿真研究，并將回彈的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者十分吻合，模擬能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)成形后的回彈。

文獻(xiàn)研究了板料成形過程中材料參數(shù)和工藝參數(shù)等對(duì)回彈的影響規(guī)律。回彈量的大小與材料的屈服強(qiáng)度、厚向異性系數(shù)成正比，與材料的彈性模量和硬化指數(shù)成反比。減小模具間間隙可以減小板料成形后的回彈量。隨著壓邊力減小和凸模的圓角半徑增大，回彈角增大。隨著摩擦系數(shù)增大，回彈量減小。板料的厚度對(duì)成形后產(chǎn)品的回彈也有一定影響，板料厚度增加，成形后其回彈量減小。通過對(duì)各因素的正交分析發(fā)現(xiàn)，在相同的成形條件下，材料參數(shù)對(duì)回彈的影響最大，摩擦系數(shù)次之，壓邊力再次之，板料的厚度影響最小。

除研究各因素對(duì)回彈的影響外，張引引等考慮鋁合金板材與模具間的接觸演變過程，建立了一個(gè)有限元模型來預(yù)測(cè)鋁合金板材變形后的回彈。模型中板材本構(gòu)方程采用基于更新拉格朗日彈塑性的材料模型，卸載過程采用模具反向運(yùn)動(dòng)方法。對(duì)有限元敏感度分析發(fā)現(xiàn)，回彈大小和整體精度受到元素大小、積分點(diǎn)和屈服準(zhǔn)則的影響很大。將模擬結(jié)果與試驗(yàn)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)二者較好吻合。通過有限元分析得到了一個(gè)優(yōu)化的模型，提供了一個(gè)更加精確的方法。