马俊林　高仕恒　李　萍　薛克敏

合肥工业大学，合肥，230009



一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件摆辗成形数值模拟及实验研究

马俊林高仕恒李萍薛克敏

合肥工业大学，合肥，230009

为了研究摆辗成形工艺对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件力学性能的影响，对初始高径比分别为0.4、0.8和1.2的坯料摆辗成形进行数值模拟和实验研究。通过有限元法模拟摆辗成形过程中坯料的金属流动、等效应变分布和温度分布，并在此基础上进行摆辗成形实验，分别测试杯形件底盘弦向和径向的强度。有限元研究发现，与摆头接触的变形区域网格畸变量大，并且变形过程热效应明显。研究结果表明，当坯料高径比为0.8时，杯形件的底盘弦向强度可达到507 MPa，比母材提高了64.4%；摆辗成形可以提高该新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件的底盘强度，同时初始坯料的高径比对杯形件底盘的强度分布影响较大。

Al-Zn-Mg-Cu合金；高径比；摆辗成形；数值模拟

0　引言

Al-Zn-Mg-Cu(7xxx系)合金由于具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点，作为重要的结构材料在航空航天、核能工业、汽车工业等领域得到广泛应用[1]。近年来，随着工业领域的高速发展，对零件性能的要求越来越高。金属零件在成形中通过变形可以有效提高其强度，国内外已开始应用一些非常规的零件成形方法，如高压扭转、喷射沉积等，但对某些具有高强度兼具较大尺寸(直径大于或等于150 mm)轴对称零件的成形仍有较大的难度[2-3]。

摆动辗压(rotary roll forging)，简称摆辗，是20世纪60年代出现的一种压力加工成形方法[4]。当圆锥形摆头回转摆动时，下模上升，摆头的母线在坯料上连续不断地滚动，能够局部地、顺序地对坯料施加压力，最终达到整体成形。……