题目：铝型材弯曲件裂纹产生原因及疲劳性能研究

随着能源短缺问题日益凸显，结构轻量化要求越来越高，铝钛等合金的应用也越来越广。在航空领域，大型挤压型材弯制的零件是构成飞机骨架的主要结构件，所占比重相当大，其成形质量直接关系到飞机的装配精度和使用寿命，成为影响飞机研制及保证飞机性能的技术关键。与此同时，铝合金型材在汽车、高速列车等也应用越来越多，既满足车身轻量化要求，减少能源消耗，又可以达到其动力标准，并能保证安全运行。这些零件的制造主要通过弯曲工艺获得需要的弯曲半径，而在型材弯曲中，存在断裂、截面畸变、回弹等缺陷，不仅影响零件的成形质量，而且降低了生产效率，此外，残余应力等对零件寿命的影响规律也尚待研究。本文对铝合金挤压型材弯曲工艺进行分析，基于有限元分析软件ABAQUS，建立位移控制加载的铝合金型材弯曲成形过程的有限元模型，就成形半径、截面形状、填充物添加与否对型材弯曲成形的影响进行了研究，并进行了试验验证，得出添加填充物有效改善截面畸变，但对应力应变有一定影响，增大了微观裂纹产生的可能。为研究成形对疲劳使用寿命的影响，本文对带有残余应力的铝合金型材件进行了疲劳仿真分析，就平均应力、截面形状对疲劳寿命的影响进行了研究，得出应力应变集中的部位容易导致疲劳裂纹的产生。对经历一次弯曲的型材件进行疲劳试验，发现，相比于母材，小半径型材件疲劳极限下降较多，成形对疲劳寿命有一定的影响。