中文摘要：

揭示薄壁铝管随尺寸因子（管材外径D/壁厚t）增大而具有的"尺寸效应"（材料性能、几何精度波动和各向异性行为显著增大）及其对弯曲变形的影响机制，提出大口径薄壁铝管数控弯曲多因素多缺陷约束下的成形极限表征和确定方法，是实现航空、宇航等领域迫切需要的大口径薄壁铝管小弯曲半径精确数控弯曲的关键基础问题。本项目以D/t 在50～200范围内的薄壁铝管数控弯曲为研究对象，着力采用有限元仿真，并结合理论和实验方法，提出适用于数控弯曲加载条件的大口径薄壁铝管性能测试新方法，建立能反映大口径薄壁铝管"尺寸效应"的本构模型，研究不同尺度下薄壁铝管数控弯曲内外侧不均匀变形、起皱行为及各失稳现象对数控弯管成形极限的交互约束作用机制，兼顾考虑壁厚减薄拉裂和截面畸变等多种失稳现象，基于"尺寸效应"，提出大口径薄壁铝管数控弯曲带状成形极限的表征和确定理论。研究结果对发展薄壁轻量化构件精确成形先进理论和技术具有重要意义。

结论摘要：

大口径薄壁铝合金弯管是量大面广的“血管”类关键构件，在航空、航天和汽车等多个领域得到了日益广泛的需求和应用。揭示薄壁铝管数控弯曲不均匀变形和塑性失稳随尺寸因子（管材外径D/壁厚t）增大而具有的“尺寸效应”，提高大口径薄壁铝管数控弯曲多因素多缺陷约束下的成形极限，是实现以上领域迫切需要的大口径薄壁铝管小弯曲半径数控弯曲精确成形的关键基础问题。本项目以D/t在50～200范围内的薄壁铝管数控弯曲为研究对象，着力采用有限元仿真，并结合理论解析和实验方法，研究建立了适用于数控弯曲拉/压复杂加载条件的大口径薄壁铝管性能测试方法和本构模型，发展了多约束下大口径薄壁铝管数控弯曲全过程三维弹塑性有限元仿真方法，揭示了不同尺寸下薄壁铝管数控弯曲内外侧不均匀变形和塑性失稳行为以及两者间的关联关系，进而基于“尺寸效应”，获得了多因素多缺陷约束下的大口径薄壁铝管数控弯曲成形极限表征、确定和提高方法，提出了多目标多参数下数控弯管逐步迭代优化设计策略，突破了国际上公认的大口径小弯曲半径数控弯管(R/D≤1.5)的成形极限。研究取得的薄壁铝管数控弯曲“尺寸效应”及成形极限的结果对于发展高性能轻量化构件精确塑性成形先进理论和技术具有重要的科学意义和应用价值。研究成果在本领域国际顶级期刊IJP（IF=5.082）、权威期刊JMPT、IJAMT和Sci China等发表（含录用）学术论文32篇，其中SCI收录期刊18篇，EI收录期刊27篇，发表在IJP和CJA的论文获最热门论文；获授权发明专利2项，软件著作权6项；获陕西省科学技术一等奖和中航工业成飞科学技术进步一等奖各1项；通过陕西省科技成果鉴定1项。