● 摘要
在加工过程中会不可避免地引入残余应力，残余应力的存在使工件处于不稳定状态，是工件开裂或变形的主要原因，严重影响着工件使用寿命。另一方面，热时效对残余应力的均化作用已经被证实并且得到了广泛的应用，然而在实际生产中，热时效技术仍处于依靠经验数据阶段，缺乏合理的理论指导，同时利用有限元仿真热时效过程的文献也极少。因此，针对热时效过程进行仿真分析具有重要的工程意义。
本文以航空航天中常用的铝合金毛坯为研究对象，采用有限元仿真的手段，首先对毛坯的锻造、淬火过程进行仿真，得到初始残余应力分布情况。之后重点研究热时效技术的有限元仿真，分析残余应力的变化趋势，经过热时效后残余应力减少30%以上。并通过改变热时效的工艺参数，得出热时效技术在消减淬火残余应力方面的可行性规律，有利于优化实际生产中的加工工艺。
文章之后对热时效有限元仿真的普遍适用性进行探索性研究，分别对铝合金板材淬火拉伸和二维切削后的残余应力进行热时效仿真，得出了两种不同加工工艺产生的残余应力经过热时效技术后的改善状况。从不同方面验证了热时效技术对残余应力的均化作用。
上述研究成果为优化热时效工艺参数、改善残余应力分布，避免加工变形与裂纹提供了理论依据，对于提高加工质量与效率、降低成本、缩短周期具有重要的意义。