结构优化和直接反向超塑性成型工艺,用于合金多孔托盘的结构优化和直接反向超塑性成型工艺.
Zhihao Du1, Xinhua Gao2, Xiangxiang Dai3
1School of Intelligent Manufacture and Electrical Engineering, Nanyang Normal University, Nanyang, 473061, China. duzhihaohit@126.com.
Scientific reports
|May 3, 2025
概括
这项研究优化了5083个具有深腔的合金托盘的超塑性成型 (SPF). 辐射增强肋骨改善了承载能力,修改后的直接反向SPF工艺成功制造了以最小厚度变化制造的托盘.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 工业5083合金对于轻质结构至关重要.
- 超塑性成型 (SPF) 为复杂的形状提供了优势,但需要优化.
- 多深腔结构在厚度分布和机械性能方面存在挑战.
研究的目的:
- 为了研究5083合金托盘的结构优化,具有多深空洞.
- 分析直接反向超塑性塑料成形过程,厚度分布和拉伸性能.
- 为了评估加强肋骨对机械性能的影响.
主要方法:
- 有限元方法 (FEM) 模拟用于结构分析和过程预测.
- 拉伸性能测试是在室温下进行的.
- 在制造过程中采用了分裂成形工艺和修改的气压力加载路径.
主要成果:
- 带有辐射增强肋骨的结构显示出优越的承载能力.
- 在直接反向的SPF中,FEM预测了底角的最小厚度.
- 与FEM预测相比,制造的托盘显示最大厚度差异仅为0.1毫米.
- 形成后的拉伸性能显示强度和延伸度略有下降.
结论:
- 辐射增强肋骨提高了5083合金托盘的机械性能.
- 直接反向的SPF工艺,具有优化的参数,对于制造复杂的合金零件是有效的.
- 该研究验证了FEM在SPF过程中厚度分布的预测.
- 观察到SPF后拉伸性质的轻微减少,但对于许多应用来说是可以接受的.


