题目：民机平尾壁板时效成形有限元分析和参数优化

高强铝合金整体壁板作为重要的承力构件，已经在现代军、民用飞机中得到了应用。随着壁板零件几何形状、结构特征的日益复杂以及对成形质量要求的不断提高，压弯、喷丸等传统整体壁板成形工艺的应用受到限制。蠕变时效成形是一种针对飞机整体壁板成形而开发的工艺，该工艺将成形与时效处理同步进行，成形的同时改善了材料性能，对大型复杂壁板有很好的成形能力。该工艺在国外已得到了工程化应用，国内对该工艺的研究还处于基础阶段。本文研究了7475-T7351铝合金蠕变时效成形有限元分析和参数优化。

通过对7475-T7351铝合金蠕变应变和蠕变后材料性能的研究，确定了蠕变时效工艺参数范围。将Kowalewski的蠕变本构模型进行了适当的简化和修正，结合蠕变应变与屈服强度的关系，构建了蠕变时效本构模型。建立了以方程参数为优化目标的优化函数，采用遗传算法对其进行拟合优化，确定了一组最优的方程参数，拟合最高相对误差小于5%。

通过对蠕变时效成形有限元模拟中摩擦、接触、边界条件以及单元类型等关键技术的研究，在ABAQUS软件中嵌入蠕变子程序，建立了蠕变时效成形有限元仿真模型，根据单一变量原则分析了板料厚度、成形时间、成形半径等因素对回弹的影响规律。随着板料厚度增加，回弹率呈非线性下降趋势，蠕变总变形量与模具半径成反比，但回弹率变化不大，随着成形时间增长，回弹率减小。

制定了7475-T7351铝合金蠕变时效成形试验方案，设计了卡板式回弹夹具，进行了多工艺参数蠕变时效成形实验和测量。通过有限元模拟与试验结果的对比验证，证明了有限元模型的准确性，所建立的7475-T7351铝合金本构模型能够准确的描述成形过程中的蠕变应变和预测回弹，并且能够预测成形后材料的屈服强度。