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现代航空业对飞机性能的要求越来越高,许多主承力构件如飞机的接头、大梁、隔板、翼框等广泛采用整体化结构设计。铝合金材料具有密度小、强度高、塑性好、耐腐蚀、易成形及表面易处理等诸多特点,长期以来是航空航天工业中的重要结构材料。航空铝合金整体结构件需要经过固溶淬火处理来提高力学性能,但会引起构件内部产生较大的淬火残余应力,导致后续机加工变形,同时残余应力的存在引起构件使用性能下降,极易发生安全事故。因此,淬火残余应力分析及其消减技术的研究成为航空铝合金整体结构件制造的一个重要课题。本文针对7085铝合金航空整体结构件的制造需求,通过材料试验、理论建模、有限元分析等手段,对构件淬火残余应力分布规律及模压法消减淬火残余应力的工艺进行了研究,开展的具体工作如下:(1)在CSS电子万能试验机与RWS50高温蠕变机上开展了7085铝合金常温与高温条件下力学性能试验研究,获得了温度范围为20℃~400℃的7085铝合金的弹性模量、屈服强度等力学参数,为残余应力分析提供了重要依据。(2)依据传热学与弹塑性学理论,建立了7085铝合金框梁结构件淬火、固溶、转移及其模压冷变形等多个物理过程的有限元模型与边界条件。(3)利用ABAQUS有限元软件分析了淬火过程中构件温度场、应力场的分布与变化规律及不同淬火工艺对淬火残余应力的影响。研究表明:淬火结束后构件表面主要分布残余压应力,芯部主要分布残余拉应力,且芯部残余拉应力集中于筋板与腹板交汇处;提高淬火温度与降低固溶温度可降低淬火残余应力,当淬火温度由20℃升高至60℃时,最大残余应力约降低了50%,固溶温度由480℃降低至450℃时,最大残余应力约降低了13%。(4)针对淬火残余应力的分布特点,.提出了采用模具对构件筋板进行冷压缩变形的模压方案,研究了不同压缩量对淬火残余应力消减效果的影响。研究表明:压缩量由1%增加到2%时,残余应力消减效果得到较大幅度的提升,同时在构件芯部引入了少量压应力;压缩量增加到3%时,残余应力消减效果提升得不明显,且构件芯部引入的压应力增大。综合考虑,实际工程中施以2%的压缩量进行模压冷变形为宜。