钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验

蒙皮类零件通常采用拉形工艺进行成形。基于通用分析软件Abagus对钛合金蒙皮拉形工艺过程进行了数值模拟,通过正交试验获得了较优加载轨迹组合参数,并分析了较优加载轨迹参数下零件成形效果,试验结果表明,回弹量大,成形零件不合格,需进一步控制回弹;研究了预拉与补拉对蒙皮拉形的影响,得出预拉可使板料应力均匀分布和补拉可减小回弹量的结论;利用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,模拟结果显示可以将回弹量控制在有效范围内。     

基于数字化的蒙皮拉形加载轨迹优化与应用

针对飞机平尾前缘蒙皮零件,提出了利用数字化的方法进行拉形加载轨迹的优化思路。首先,计算出零件成形所需的拉伸率和包覆角,应用飞机蒙皮拉形工艺设计与制造系统对加载轨迹进行仿真,优化得到了成形精度高的钳口运动轨迹;其次,将运动轨迹转化为边界条件,利用Pam-stamp有限元模拟分析了拉形后的减薄和贴模情况,以说明优化后的加载轨迹的合理性;最终,获得了分两次拉形的加载轨迹,并自动生成设备钳口的拉伸运动轨迹。利用厚度为3.5 mm的2A12铝合金O状态板料进行了拉形试验,发现成形零件的厚度均匀(3.18~3.29 mm)、贴模良好,成功地避免了成形缺陷的产生,验证了数字化加载轨迹优化思路的可行性,为智能化精确制造技术的开发奠定了基础。     

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化

拉伸成形工艺是飞机蒙皮零件的基本成形方法。针对某大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮进行了拉伸成形工艺研究和优化。为了保证数值模拟的准确性和可靠性,进行了材料性能测试试验,获取了该蒙皮多道次加工时每一道次、不同热处理状态下的材料性能。通过数值模拟,研究了拉伸成形工艺参数包括各道次拉伸量、上模压力、合模间距对贴模和回弹的影响规律。结果表明:合模间距为7 mm时,成形后零件的厚度在大部分区域基本均匀;上模压力在200~1000 kN之间时,增加压力能有效地改善贴模度。据此,提出了优化拉伸成形工艺。针对该蒙皮零件厚度大而导致的回弹大、仅靠工艺优化不能完全满足贴模度要求的问题,进行了模具型面补偿研究。结果表明,该工艺可用于生产满足质量要求的蒙皮零件,并能减少成形道次、降低加工成本、提高生产效率。     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

大型截面7A09铝型材拉弯成形工艺研究

大型复杂截面的型材框在新型运载型号中有着广泛的应用。针对大型横截面积、弯曲直径为Φ5 m的型材框零件进行拉弯成形工艺研究。通过分析润滑方式、预拉力、补拉量等参数对零件回弹的影响,设计拉弯工艺参数:预拉力为450 k N,预拉包角为72°,补拉力为500 k N,补拉包角为82°,补拉量为50 mm。试验表明,采用以上工艺参数得到零件端头回弹量为2.5~3 mm,验证了工艺参数的可行性。通过试验,得到了大型截面、大弯曲直径零件的成形工艺方法,且产品满足使用要求。     

铝合金复杂变截面蒙皮拉形有限元仿真与试验研究

为改善铝合金蒙皮零件的成形质量,降低蒙皮拉形零件的生产成本,以VTL1000拉形机生产的某复杂变截面蒙皮零件为例,基于Dyna Form软件,对蒙皮拉形过程进行了有限元仿真研究。结合对仿真结果中蒙皮厚度和应变分布的分析,研究了相关工艺参数对蒙皮拉形的影响,并对传统的拉形方式进行了改进;结合该零件的结构特点,给出了一种最佳模具倾角参数的设计方法,可以进一步提高成形质量;最后,根据仿真结果,制定了该零件工艺方案,并通过试验验证了该工艺方案的可行性。     

复杂蒙皮拉形工艺有限元仿真与试验研究

拉伸成形是飞机蒙皮零件的主要成形方式之一。在蒙皮拉形工艺分析软件中设置主要工艺参数,并在有限元仿真软件中对各种参数组合下的蒙皮拉形过程进行仿真分析,根据仿真结果,优化工艺参数;针对优化结果,再进行有限元仿真分析和生产性试验。对试验中毛料的应变和厚度进行测量,并对比试验和仿真中零件的应变分布、减薄率分布等指标,两者符合较好。同时,针对仿真与试验中出现的起皱相差较大的现象,进行了初步分析。     

弯扭复合变形整体壁板喷丸成形工艺研究

为了获得实用的机翼整体壁板喷丸成形工艺数据,建立了喷丸成形板件的弯曲半径、弦向型面波浪度和展向母线直线度与成形工艺参数之间的关系,分析了弹丸速度、喷丸条带间距、试件厚度、施加的预应力等主要工艺参数对具有弯扭复合变形的整体壁板零件喷丸成形的影响规律;针对喷丸成形的球面变形现象,介绍了几种克服这一问题的技术措施,如条带喷丸、预应力喷丸等.研究表明,改变喷丸条带的间距及毛坯板料的厚度对试件弦向型面波浪度及展向母线直线度的影响效果相反;提高弹丸速度将增加喷丸成形的曲率,但在较高转速下提高叶轮转速对增加试件的变形程度影响不大;预应力喷丸成形方式是增加壁板弦向弯曲曲率及改善展向母线直线度的有效措施.     

机翼前缘蒙皮拉形工艺参数优化与试验

飞机机翼前缘蒙皮,由于其形状和成形材料的特点使拉形结束卸载回弹后会产生较大的回弹量,对零件的成形质量影响较大。文章分析机翼前缘蒙皮零件的典型成形方案,确定主要加载轨迹参数,利用正交试验设计方法设计拉形工艺方案,通过有限元模拟和结果分析,获得了主要工艺参数对成形零件回弹量的影响规律。针对某前缘蒙皮零件,根据有限元分析结果,对工艺参数进行设计和优化,通过生产性试验,获得了成形质量较好的试验零件,并进行厚度、应变测量和对比分析,验证了有限元模拟的精度。     

飞机蒙皮零件数控精确拉形技术应用研究

以某大型客机蒙皮零件为例,设计了基于数字化工艺设计与有限元仿真的数控精确拉伸成形技术方案。基于毛料面内变形状态分析设计了多工步拉形加载轨迹,通过"虚拟拉形"有限元模拟比较了多种纵拉和横拉方案及相应工艺参数下的成形质量。有限元模拟结果表明,该零件采用横拉方案效果优于纵拉方案,并根据有限元模拟结果优化了空间加载轨迹参数。根据设备求解生成数控代码,在Cyril Bath L2x350数控拉伸机上直接进行了自动化拉伸成形试验,获得了合格的零件,并比较验证了有限元分析和测量数据结果,验证了设计的飞机蒙皮零件数控精确拉形技术方案的可行性和准确性。