初始应力状态对薄壁件双侧滚压影响规律

作者：路来骁; 徐长官; 刘建华; 秦美镇; 吕英波; 阎玉芹

来源：航空学报, 2022, 1-12.

• 双侧滚压
• 加工变形
• 有限元方法
• 残余应力
• 航空结构件

双侧滚压工艺是航空结构件生产过程中常被采用的校正方式。然而，由于对滚压校正过程中工件原有应力场与滚压应力场的耦合作用等材料内部物理力学性能变化机制不明确，限制了滚压校正工艺稳定性的提升。为此，建立了无初始应力、仅毛坯应力、毛坯应力与加工应力耦合三种初始应力状态下的7050-T7451铝合金T型件双侧滚压有限元模型，获得了工件的滚压变形及残余应力分布规律。结果显示，三种初始应力状态下，滚压导致的工件最大弯曲变形量分别为2.56×10-1mm、2.76×10-1mm和2.49×10-1mm。毛坯应力对滚压变形的影响程度约为7.8%，在此基础上，加工应力的影响约为9.8%，且毛坯应力与加工应力的作用方向相反。滚压区域残余应力主要集中在滚压方向和垂直滚压方向，在工件表面均为压应力，在次表面达到最大值。并且，初始应力会导致工件沿滚压方向全厚度范围内的应力值增大；而在垂直滚压方向，初始应力主要造成表面应力的改变。最后，对滚压过程中的应变-应力场演变过程进行了分析，揭示了毛坯应力与加工应力对滚压作用影响机制。研究成果对于进一步提高滚压校正精度具有重要意义。

• 单位
  机电工程学院; 山东建筑大学