轻量化壁板是在航空航天领域应用广泛的一种板材,这种板材重量很轻,但依然具备高强度及高刚度。虽然轻量化壁板具有很多优点,但由于其结构复杂(如加强筋结构),成形非常困难,且采用传统方法进行成形成本高而且效率低,严重制约了其应用,亟需寻找一种成形方法提高轻量化壁板的成形效率。激光加热诱导成形技术是一种无模成形技术,这种成形技术利用高能激光束加热诱导板材产生温度梯度及塑性变形,使得板材产生弯曲变形。这种成形技术成形效率高、成本低,非常适合成形轻量化壁板。5A06铝合金交叉筋壁板是一种具有正交加强筋的轻量化壁板,本文主要针对5A06铝合金交叉筋壁板激光加热诱导成形技术进行了研究。为研究交叉筋壁板激光加热诱导成形的特点,本文首先分析了板材激光加热诱导成形弹塑性本构关系,并基于弹塑性本构关系建立了板材激光加热诱导成形过程的热力耦合有限元分析模型。对5A06铝合金平板进行了激光加热诱导成形实验,利用高温热像仪及热电偶测试了温度场,并利用三维激光扫描仪对变形量进行了测量,验证了有限元模型的有效性。对5A06铝合金平板及交叉筋壁板的激光加热诱导成形进行了有限元分析,揭示了平板边缘效应的成因及交叉筋壁板的成形规律,结果表明,沿扫描线方向的塑性应变导致了交叉筋壁板的边缘效应现象。变形量相同的情况下,激光光斑尺寸对壁板变形的影响最大,其次为激光功率及扫描速度,并基于半无限大固体热传导方程推导了板材激光加热过程中温度场影响因子模型,揭示了不同工艺参数对壁板变形规律的影响机理。壁板宽度对变形的影响规律分析表明,宽度增大后,整体受到的垂直于扫描线方向的等效热弯矩增大,从而增大了壁板的边缘效应。沿扫描线不同部位变形对壁板变形的影响有限元分析结果表明,交叉筋壁板加强筋两侧板材的变形是壁板成形的关键,尤其是网格区域薄板。针对铝合金交叉筋壁板成形实验中出现的非期望扭曲变形现象,利用有限元分析方法对交叉筋壁板成形中的温度场及应力应变场进行了分析,分析结果表明,交叉筋壁板激光加热诱导成形后壁板中部加强筋存在很大的压应力及弯曲应力,并随着壁板的持续成形而不断增大。建立了交叉筋壁板截面的等效模型,基于最小势能原理建立了不同加强筋的失稳临界载荷模型,结果表明中部筋的失稳临界载荷小于边缘筋的失稳临界载荷。因此在壁板的成形中,中部加强筋会首先发生侧倾失稳,从而导致壁板产生非期望扭曲变形现象,并提出了协同变形扫描策略,从而消除了壁板产生的非期望扭曲变形现象。针对交叉筋壁板的成形,研制了激光加热诱导成形装备。在交叉筋壁板激光加热诱导成形过程中,为提高壁板的激光吸收率,采用在壁板表面涂覆石墨粉的方法。针对壁板表面涂覆石墨与水的混合液后壁板表面出现的腐蚀现象,利用EDS能谱分析方法对壁板腐蚀表面进行了能谱分析,分析结果显示壁板涂覆石墨水溶液后发生了吸氧电化学腐蚀,通过利用无水乙醇与石墨混合喷涂壁板,解决了壁板涂覆石墨后的腐蚀现象。在壁板激光加热诱导成形过程中,针对壁板的成形精度,利用三角几何方法建立了以壁板不同扫描位置变形量为判据的精度保证模型,并可获得壁板成形后不同扫描位置在不同方向的变形量大小,为保证壁板激光加热诱导成形精度提供了理论依据。基于协同变形扫描策略及精度保证策略,对交叉筋壁板进行了成形实验研究,分析了不同位置的协同变形规律,以不同部位加强筋变形一致为优化目标,对工艺参数进行了优化,并利用三维激光扫描仪对成形精度进行了检测,结果表明协同变形扫描策略可对不同尺寸交叉筋壁板进行有效成形。