本课题研究的铝合金不规则盒形件直边、圆角部分、内凹圆弧段板料成形的应力状态， 集中体现了拉深过程中板料成形的应力状态。铝合金不规则盒形件的以上部分，在拉深过程 中，主要变形区（凸缘变形区、直壁传力区、盒件底部）的应力分析如下。

铝合金不规则盒形件拉深成形中，直边、圆角部分、圆弧段的应力状态分别如图 2.1 所示。 其中 σ1 表示板料径向应力，σ2 表示板料厚度方向的应力，σ3 表示板料切向应力。在凸缘变形 区，3 个主应力中，厚度方向因压边力作用而受到的压应力 σ2，相比其余两个板料拉深变形 的应力 σ1、σ3，绝对值要小的多，故可忽略不计看成平面应力状态。

(a) 直边拉深的应力状态 (b) 圆角部分拉深的应力状态

(c) 圆弧段拉深的应力状态

图 2.1 铝合金不规则盒形件典型区域的应力分布

(1) 直边拉深的应力状态

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如图 2.1(a) 所示，直边拉深成形中盒件凸缘变形区，径向受拉应力 σ1 作用，切向受压应 力 σ3 作用，厚度方向受到压应力 σ2 作用。

在直壁传力区，材料经过凹模已完成变形，不再产生大的塑性变形，只受到单向径向拉 应力 σ1 作用。文献综述

盒件底部在拉深中，首先被压入凹模并始终保持平面形状，受到径向和切向两向拉应力

σ1、σ3 作用。

(2) 圆角部分拉深的应力状态

如图 2.1(b) 所示，圆角部分拉深成形中盒件凸缘变形区，径向受拉应力 σ1 作用，切向受 压应力 σ3 作用。

同样地，在直壁传力区，只受到单向径向拉应力 σ1 作用；盒件底部受到径向和切向两向 拉应力 σ1、σ3 作用。

(3) 圆弧段拉深的应力状态

如图 2.1(c) 所示，圆弧段拉深成形中盒件凸缘变形区，与直边和圆角部分应力分布不同 的是，由于圆弧段特殊的形状特点，板料在拉深过程中处于两向受拉的应力状态，即径向受 拉应力 σ1 作用，切向受拉应力 σ3 作用；同样地，在直壁传力区，只受到单向径向拉应力 σ1 作用。

盒底圆角部分，除了受到径向拉应力 σ1 作用，由于受到来自两端圆角部分材料的挤压， 圆弧段中间盒底圆角处受到切向压应力 σ3 作用。这也是该处产生起皱的原因。

综上所述，不规则盒形件拉深成形中，盒件不同部分的应力分布是不均匀的。而铝合金 由于其材料特性，拉深中随着变形的增大，硬化现象也较钢材明显，使得板料成形中的应力 分布更趋不均化，应力集中明显，这也是铝合金冲压中更易产生拉裂和起皱缺陷的根本原因。

2.1.2 盒形件拉深成形的材料流动

拉深成形中材料流动的控制，决定着铝合金不规则盒形件成形的成败。拉深中材料的过 速流动，将使板料未有足够时间变形就过早地流入模具，导致板料拉深变形不充分。此外， 还会加重起皱趋势。而拉深中材料流动过慢，将会毫无疑问地加重板料成形中的壁厚减薄， 使拉裂风险增大。总之，板料成形中合理的材料流动，是拉深成形的顺利进行和拉深件成形 质量的重要保证。来!自~751论-文|网www.751com.cn

铝合金板料相比钢材，拉深成形中硬化效应明显，加之经轧制后板平面内各方向力学性 能差异明显，使得铝合金板材在拉深成形中材料的流动情况更为复杂，对材料流动控制的难 Dynaform铝合金不规则盒件拉深有限元成形分析及工艺研究(4):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_78263.html