铝合金作为轻量化结构的主要材料,以其易回收、低密度、高刚度等优点被广泛应用于高速铁路列车、航空航天和汽车制造等领域。目前,许多传统的铝型材二维拉弯成形制件已不能满足工业市场需求。本文提出一种新型成形加工工艺,即超声辅助多点拉弯成形工艺。超声辅助多点拉弯成形工艺是超声振动成形、拉弯成形、柔性多点制造理念相结合的产物,既减少了传统拉弯模具策划、加工和调制的时间及成本,又可以改善制件的压痕、折痕等局部缺陷,从而得到精度高、质量好的制件。本文的主要研究内容和结论如下:为探究超声振动工艺对传统多点拉弯成形制件的影响,本文通过ABAQUS有限元软件建立了AA6082铝合金的超声辅助多点拉弯模型。研究确定了材料参数、超声工艺参数、拉弯轨迹、本构方程、网格划分、单元类型和边界条件等。以此来模拟铝型材超声辅助多点拉弯成形过程。本文对辊式传统多点模具和超声辅助多点模具的拉弯制件进行对比,发现二者成型结果的厚向应力、厚向应变、高度减薄、厚度减薄变化情况一致,但超声辅助多点模具制件的局部应力和局部应变更低,并且发现超声辅助多点模具的制件厚度平均减薄率有所降低。超声振动辅助成形工艺可以有效地减少型材局部应力集中和局部变形的情况,有效抑制型材减薄缺陷。本文通过控制变量法研究了弹性模量、摩擦系数、超声振频和超声振幅对型材宏观应力、应变和回弹精度的影响。结果表明,随着弹性模量增大,型材的应力-应变分布越来越不均匀,而型材的回弹量随弹性模量的增大而减小。随着摩擦系数增大,应力和应变分布越来越不均匀,型材卸载后的回弹量越大,成形精度越差。当引入超声振动辅助成形后,型材的应力和应变分布都较传统拉弯成形时更加均匀,并且型材卸载后回弹有所减小,超声振频为20 k Hz和超声振幅为0.02 mm时抑制型材回弹效果最佳,较无施加超声的情况降低了20.6%。对“L”形铝型材进行了柔性多点拉伸弯曲试验,通过试验与模拟的对比探究了模拟的可靠性测试。结果表明,试验结果与仿真模拟结果基本一致,且型材回弹变形的趋势一致。因此,可以借助有限元仿真技术改进拉弯成形工艺,提高试验生产效率,降低生产时间和成本。本文以弹性模量、摩擦系数、超声振频和超声振幅为试验因素,设计了四因素五水平的正交试验,采用极差分析法对其数据进行分析。结果表明,各工艺参数对超声辅助多点拉弯成形制件回弹精度的影响次序为:弹性模量＞摩擦系数＞超声振幅＞超声振频。最优水平试验组合为:弹性模量为71000 MPa,摩擦系数为0.05,超声振频为20 KHz,超声振幅为0.01 mm。基于正交试验模拟结果对“L”形铝型材进行了超声辅助多点拉弯试验。测试结果表明,实验与仿真结果一致。