【作 者】陳曉偉;萬敏;王文平

　　隨著能源和環(huán)境問題的日益突出，航空航天器和汽車的輕量化在當(dāng)代工業(yè)發(fā)展中的地位日益顯著，輕量化是提高現(xiàn)代裝備性能、節(jié)約能源和減少有害氣體排放的有效途徑，也是國家科技發(fā)展進(jìn)步的關(guān)鍵［1－2］。大型蒙皮和整體壁板等大型板類構(gòu)件可以有效地減少航空航天器上連接件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)輕量化，近年來在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。

　　大型金屬板料成形的主要特征為材料變形過程中彈性變形比例大、型面定形性較差。目前，板類零件成形主要通過模具對(duì)板料施加成形力，促使材料發(fā)生形變以獲取預(yù)期外形。此類成形方法對(duì)成形設(shè)備、成形工裝的依賴程度高，尤其對(duì)于類似飛機(jī)蒙皮等大尺寸板料，受限于裝備能力，不得不將大尺寸板料分解為多個(gè)部件，小尺寸部件成形后再通過焊接、鉚接等方式固連在一起。固連件的增加一定程度上增加了工件的重量，同時(shí)降低了大型構(gòu)件的整體性能。因此，對(duì)大型板料成形技術(shù)的研究和完善是實(shí)現(xiàn)輕量化的有效手段。

　　針對(duì)上述問題，國內(nèi)外學(xué)者開展了預(yù)應(yīng)力成形技術(shù)研究。預(yù)應(yīng)力成形過程中，首先將工件置于一定的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，在預(yù)應(yīng)力作用下板料發(fā)生一定的彈性變形，然后給工件一定的外載荷力，在預(yù)應(yīng)力和外載荷力的共同作用下，板料產(chǎn)生屈服，一部分彈性功轉(zhuǎn)化為塑性功，繼而初始預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)應(yīng)力松弛，同時(shí)驅(qū)使回彈的彈性功減小，從而調(diào)整了板料的內(nèi)應(yīng)力分布，最后撤去固定坯料的裝置后，板料發(fā)生了一定量的塑性變形，達(dá)到了板料的變形效果。

　　針對(duì)板料在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的成形，國內(nèi)外均做了相關(guān)的研究，其加載形式大致可分為熱加載和沖擊力加載，其中熱加載主要有激光熱加載和蠕變時(shí)效加載，沖擊力加載主要有噴丸加載和激光噴丸加載。

　　【結(jié) 論】

　?。?）相比于無預(yù)應(yīng)力情況，激光預(yù)應(yīng)力成形的變形量顯著增大，并且可以控制板料彎曲的方向;板料變形量隨著預(yù)應(yīng)力的增大而增大，兩者之間呈近似線性關(guān)系。

　?。?）預(yù)變形應(yīng)變的增加能夠促進(jìn)時(shí)效析出過程，預(yù)變形引入后，合金的蠕變量有所提升，同時(shí)加快了時(shí)效進(jìn)程，有利于提高鋁鋰合金蠕變時(shí)效的成形效率。選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)拉伸量可實(shí)現(xiàn)蠕變時(shí)效成形過程中成形目標(biāo)與材料性能的耦合調(diào)控，提高成形合金的室溫拉伸性能、Kahn 撕裂性能和疲勞擴(kuò)展性能。

　?。?）噴丸預(yù)應(yīng)力成形能夠克服自由狀態(tài)噴丸成形時(shí)板料呈球面變形的傾向，噴丸沖擊力施加在預(yù)彎的方向上時(shí)，成形的曲率半徑減小，而施加在與預(yù)彎垂直的方向上時(shí)，成形的曲率半徑增大，并且減小和增大的效應(yīng)隨著預(yù)應(yīng)力的增加而加劇。

　?。?）預(yù)應(yīng)力控制在一定范圍時(shí)，板料激光噴丸成形極限隨著預(yù)應(yīng)力的增大而增大，超過此預(yù)應(yīng)力范圍，成形極限增大量趨于平緩。

　　以下是正文：