贾泽伟，安自朝，张治民，李旭斌

（1.中北大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030051；2.一六七厂，四川 成都 610110）

0 引言

近年来，随着新型飞机、导弹、舰船和汽车等向小型化、轻量化、精密化、高性能和低成本的方向发展，薄腹高筋类构件以其重量轻、占用空间小等优点受到青睐。这类构件通常被设计成带有高筋或复杂的截面，整体成形载荷较大[1-3]。

如图1所示为非轴对称复杂构件的六分之一模型，该构件截面复杂，内表面有加强筋，经常用于承受瞬间冲击载荷。由于该构件截面复杂，成形过程中容易发生金属流动的不规律，一次成形载荷可能会比较大。本文通过Deform-3D有限元模拟与实验验证对非轴对称复杂构件进行成形工艺优化，达到降低载荷的目的[4]。

图1 非轴对称复杂构件的六分之一模型

1 一次整体成形有限元模拟

1.1 数值模拟参数设置

以非轴对称复杂构件的实际尺寸在UG中建立数值模拟几何模型，并生成STL图形数据文件，导入到Deform-3D有限元软件中。为了提高有限元模拟效率，使用模型的六分之一进行模拟，如图2所示。模型选为刚塑性有限元模型，模具为刚性，不发生变形和破坏。模拟时假设坯料与周围环境没有热交换，坯料温度设定为460°C，坯料材料选定为铝合金7A04。上模下降速度为5mm/s，摩擦模型为剪切模型，坯料与模具之间的摩擦因子为0.25。坯料网格尺寸的设置会影响模拟精度与时间消耗。网格尺寸太小，模拟精度会提高，但需要较长的模拟时间。所以坯料网格绝对最大尺寸定为6mm，绝对最小网格尺寸定为3mm，坯料网格数为20000[5-7]。……