双曲度蒙皮纵向拉形过程模拟技术研究

目的双曲度蒙皮主要通过可实现曲夹钳的纵向拉形方法成形,通过研究双曲率蒙皮纵拉过程模拟技术,对拉形机夹钳加载轨迹进行优化。方法主要针对蒙皮纵向拉形模拟中,板料在拉形机夹钳中的装夹和夹钳加载轨迹的设计等关键技术问题进行研究,给出了合理的处理方法,建立了相应的模型。结果应用有限元仿真软件进行仿真验证,并通过改变拉伸量和补拉量,对成形模拟结果进行了对比,优化了夹钳轨迹。结论通过拉形加载优化,提高了蒙皮零件贴模度,保证了蒙皮外形精度的要求。     

大型飞机机身双曲度蒙皮纵向拉伸成形加载优化设计与试验研究

目的针对C919大型客机机身双曲度蒙皮进行纵向拉形的加载轨迹优化与试验研究。方法应用蒙皮拉形工艺设计制造软件,采用优化设计的方法,对机身典型蒙皮零件进行纵向拉形加载轨迹设计;进行拉形过程的有限元仿真,判断设计的加载轨迹是否满足成形要求,将优化后的加载轨迹应用于实际零件成形;进行实际零件拉形试验,对毛料伸长与局部应变进行测量,与有限元仿真进行对比,验证有限元仿真的准确性。结果实际零件的毛料伸长与轨迹设计和有限元模拟的伸长量十分接近;将优化设计后的加载轨迹应用于实际零件的成形,获得了满足零件交付要求的蒙皮零件。结论通过加载优化设计与试验,验证了有限元模拟有较好的精度;通过加载轨迹优化与有限元模拟结合的拉形工艺设计方法,可以用于零件的实际生产。     

飞机铝合金深锥型面零件多道次充液拉深技术

目的随着新一代飞机在隐身和战斗性能方面的提高,飞机钣金零件的复杂程度和制造精度要求也越来越高。对于深型腔复杂型面零件,充液拉深是一种有效的精密制造方法。方法针对难成形、复杂型面的某型飞机铝合金深锥零件,利用理论分析、有限元模拟和工艺试验相结合的方法,设计了多道次充液拉深技术方案,并建立有限元分析模型。基于等裕量函数法和零件锥面特征,分配并优化了不同道次的材料变形量。结果对多道次充液拉深成形过程中出现的起皱和破裂的失效形式进行了研究,分析了预成形高度,液室压力和压边力等关键工艺参数对零件成形质量的影响,获得了优化的预成形高度和液室压力加载轨迹。结论结果表明,提出的多道次充液成形技术能够实现复杂型面,大拉深比的铝合金零件的整体精确成形,采用优化的工艺参数能够成形出壁厚均匀,表面质量好,锥面精度高的零件。     

铝锂合金飞机蒙皮滚弯成形试验研究

目的对第三代铝锂合金材料进行滚弯成形研究。方法对第三代铝锂合金2060-T8板料按照国标进行单拉试验,建立材料的本构模型,在此基础上采用滚弯解析计算与小件工艺试验对铝锂合金材料2060-T8的滚弯成形曲线进行了拟合,并根据曲线设计铝锂合金滚弯工艺参数,将工艺参数直接应用于实际零件的成形。结果由于大零件与小零件存在尺寸效应与各向异性的差别,设计的上辊下压量参数与实际零件的下压量存在一定的偏差,但偏差小于1 mm。结论通过解析计算与小件工艺试验对铝锂合金滚弯工艺参数进行设计的方法,对实际零件的成形过程有很好的指导作用,可以将该设计方法应用于实际零件的生产。     

复合材料机身曲板环向弯曲加载试验及失效机制

对复合材料机身曲板进行了环向弯曲加载试验,采用四点弯加载方式对考核段进行纯弯加载,设计一种加强连接方式避免加载段提前破坏,通过试验对机身曲板的环向稳定性和破坏模式进行了分析。同时,建立了基于内聚力单元的考虑长桁与蒙皮粘接界面损伤的有限元模型,分别使用Quads准则和Hashin准则作为界面和层合板的失效判据分析曲板结构的失效机制,计算结果与试验结果吻合较好。试验及有限元分析结果表明,长桁帽底蒙皮的局部屈曲引起长桁与蒙皮粘接的R区出现初始开裂,并最终扩展为长桁脱粘。随着蒙皮屈曲及长桁脱粘的扩大,蒙皮由局部屈曲变为整体失稳而失去承载能力,最终导致隔框承载过大而发生断裂。根据初始损伤模式,采取了长桁帽内全包工艺改进设计,改进后的曲板结构稳定性和承载能力分别提高了21.9%和16.8%。      

某复杂蒙皮拉形中起皱缺陷的消除

目的对某复杂飞机蒙皮零件在拉形工艺过程中的起皱行为进行研究,以得到消除起皱缺陷的方法。方法分析了该蒙皮零件的型面特点,指出了拉形过程中出现起皱的原因。设计了3种改进的拉形方案,采用有限元仿真的方法对这3种方案进行模拟评估,确定了对起皱缺陷改善最为明显的一种,基于设备与工装的限制对该方案进行了调整,作为改善拉形质量的最终方案,并再次进行了有限元仿真验证。结果根据改进方案,在拉形工艺设计软件上生成拉形设备的数控代码,进行了生产性验证,与有限元仿真结果符合的很好,基本消除了起皱缺陷,提高了零件的成形质量。结论通过对拉形工艺中工装模具的优化设计,可以减少或避免起皱缺陷的出现。     

飞机复杂曲面蒙皮零件充液拉深技术研究

目的研究充液拉深工艺参数对飞机复杂曲面蒙皮零件成形质量的影响规律。方法以飞机灯罩蒙皮零件为研究对象,结合材料力学特性分析了零件的工艺性。基于破裂和起皱失稳条件理论研究了零件的加载工艺窗口,利用有限元方法分析了零起皱和破裂等缺陷,通过优化工艺参数和拉延筋参数获得了合格的构件。结果基于仿真优化结果,进行了模具设计和工艺验证实验,分析了实际充液拉深过程中缺陷产生的原因,为落差较大蒙皮零件的精密制造提供参考。结论对于具有多特征的复杂零部件,过渡曲面易产生起皱缺陷,仅通过调整液室压力或毛料尺寸的方法无法在保证不发生拉裂和贴模问题的前提下消除起皱缺陷。通过设置拉延筋来增加材料流动阻力、控制材料流动,可以消除过渡区域的起皱缺陷。     

机翼蒙皮数控制造质量保证

针对机翼蒙皮拉伸模具质量不稳定、一次交检合格率低等问题进行了研究,分析了影响模具数控加工质量的因素。通过对模具数控加工经验的总结,论述了提高模具数控加工质量的设计思想和实现方法,从加工工艺、软件和切削参数等方面,介绍了提高模具数控加工质量所采取的措施。     

基于虚轴法的三维数控弯丝机控制系统设计

三维数控弯丝机在弯制工件时不仅需要对各轴进行精确的位置控制,还需要对多轴进行位置的同步控制,而其同步控制的好坏将直接影响到工件成形质量．为提高三维数控弯丝机的位置同步控制精度,应用西门子Simotion C240为运动控制器,采用位置闭环控制方案,针对旋转式三维数控弯丝机进行了控制系统设计．在该控制系统基础上,通过采用虚拟轴同步控制策略的方法,对弯丝机多轴位置同步控制进行了实验,根据实验得到的多轴同步的实际运行曲线,对测试结果进行了分析．实验表明,与其他同步控制策略相比,基于虚拟轴同步控制策略的弯丝机控制系统同步控制精度高,稳定性好,满足工件加工的同步控制要求．     

筋条外置整体壁板填料滚弯成形工艺研究

以橡胶填料辅助筋条外置整体壁板滚弯成形实验为基础,讨论压下量对壁板筋条和蒙皮弧高值的影响,分析滚弯成形之后壁板的表面质量以及尺寸精度。结果表明:橡胶填料改善壁板的力学状态,使壁板蒙皮和筋条协调变形,提高壁板滚弯成形性;成形之后壁板的表面质量良好,无开裂、失稳等缺陷,尺寸精度满足工艺要求。     

叶片数控喷丸强化路径设计与实现

目的生成发动机叶片数控喷丸强化路径,以提高喷丸成形的精确性,生成机床数控代码。方法针对发动机叶片三维数模,采用截面法生成了喷丸强化的路径,根据叶片型面特点规划了喷丸参数,并分析了WBM数控喷丸机机构,建立了由喷头路径点和喷射方向反解设备控制代码的计算方法。结果提供了叶片数控喷丸强化机床前、后置处理方法,开发了相应的配套软件。结论在WBM型数控喷丸机上进行了叶片喷丸实例验证,可以将此方法应用于实际零件的生产,为提高叶片数控喷丸强化的精确性和效率提供了技术支撑。     

Simulation of Multiple Cold Rolls Progressive Forming for Non-symmetrical Channel Section

In cold roll forming process, the sheet is progressively formed into a very complex three dimensional surface. The design procedure for the roll formed products, forming rolls, and roll pass sequences was considered more an art than a science. Good roll pass design was the Key to successful roll forming. In order to reduce forming defects and trial production cost, computer     

径-轴双向环轧工艺的研究进展

回顾了环件径-轴双向轧制锻透条件、咬入条件、刚度条件等相关理论研究进展,分析了工艺参数对轧制过程的影响及其确定准则,在此基础上引入轧制曲线的概念,并给出了径-轴双向环轧轧制曲线的设计原则,还探讨了在利用有限元方法模拟轧制过程、优化轧制工艺参数时存在的问题,并给出了对数值模型进行控制和处理的有效方法。     

闭式冷弯成形辊花设计映射数学模型及实验研究

针对金属闭式冷弯成形的多道次孔型轧制特点,考虑轧前管坯的轮廓与轧后异型管的轮廓存在拓扑等价关系和边界域的不动点性质,以双圆弧插值函数描述异型管的复杂轮廓,建立两者之间的形心映射数学模型,实现各道次孔型设计,绘制异型管闭式冷弯成形过程的辊花图。以铝合金圆管为坯料在试验轧机上进行了扇形管冷弯成形轧制实验,结果表明:轧后的扇形管内外轮廓变形柔顺且无凹凸点,壁厚偏差小于±0.5 mm,角部误差小于±1.5°,满足GB/T 6728-2002国标要求,研究结果为异型管冷弯成形的轧辊辊花设计提供了一种新方法。     

新型瓦楞纸板压线轮的研究

对一种新的圆弧曲线型瓦楞纸板压线轮的断面形状进行了理论分析,并论述了其设计方法。经实践应用,此种新型压线轮优越于原有的直线组合型压线轮,很有实用价值。