带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

为提高飞机钣金零件的成形质量,对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验,获得材料的力学性能参数,为回弹补偿和有限元模拟提供条件;采用CATIA二次开发系统,对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿,生成准确的回弹补偿模具;采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件,对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证,验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明:在成形压力为50 MPa时,零件回弹前后的角度误差为1°,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。     

5B02铝合金管件直角推弯成形壁厚均匀性

基于ABAQUS有限元软件平台建立5B02铝合金管件90°推弯成形有限元模型,并进行成形过程的有限元模拟。将模拟结果与实验结果进行对比,结果表明,两者形貌、弯曲部位壁厚分布一致,验证有限元模拟的可信性。通过分析不同成形阶段弯曲内侧与外侧的金属流动与应变场,揭示出5B02铝合金管件90°推弯成形后壁厚分布不均匀的机理。利用模拟方法对比研究内压大小(填料的弹性模量)对壁厚分布的影响,找出了有益于壁厚均匀分布的工艺条件,为实际生产中5B02铝合金管件经90°推弯工艺后壁厚均匀性的控制提供理论依据。     

小口径TC4焊接管件端口电磁校形研究

TC4焊接管件由于制造时管件端口夹持及材料自身应力的存在,往往造成管件端口圆度不满足要求,目前采用校圆的方法生产效率慢、自动化程度低并且精度不够。为此针对内径23mm,壁厚1mm的TC4焊接管件,采用电磁校形的方法进行管件端口校圆。应用Ansoft Maxwell有限元分析软件,对放电回路电流及电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验情况进行比较,结果表明:电磁校形可以明显改善TC4焊接管件的端口圆度;放电能量一定时,合理选择电容可以提高电磁成形效率;对TC4等低导电率材料的电磁校形,驱动片能够明显提高感应电流密度,并且驱动片厚度过大与过小都会影响电磁校形的效果;带铁芯的线圈虽本身消耗一定的能量,但可以显著提高磁场强度,改善管件端口电磁校形精度。     

过渡层数对激光沉积制造TC4/TC11连接界面的组织及性能的影响

通过激光沉积制造技术制备了不同过渡层数的TC4/TC11双合金试样,研究不同过渡层数和不同热处理制度对TC4/TC11双合金连接界面的显微组织、拉伸性能和显微硬度的影响。结果表明,过渡层数对组织的形貌影响较大,过渡层数的增加,减少了TC4/TC11双合金试样连接界面的差异,使显微硬度分布均匀;沉积态TC4/TC11双合金过渡处网篮组织差异大,去应力退火后的组织均匀,经固溶时效处理后组织粗大且差异明显;对去应力退火后的试样进行了室温拉伸,随着过渡层数的增多,TC4/TC11双合金试样抗拉强度升高,塑性增强,断口均断在TC4钛合金一侧,证明了TC4/TC11双合金过渡界面性能良好。     

热处理对激光沉积TC4/TC11组织和性能的影响

通过对激光沉积TC4/TC11钛合金直接过渡件沉积态和热处理态的显微组织、静载力学性能、拉伸断口及显微硬度进行对比研究,探索改善激光沉积TC4/TC11钛合金组织,进而提高综合力学性能的途径。研究结果表明,沉积态试样在970 ℃热处理后α板条的长宽比小于沉积态和退火态,两侧组织均呈现典型的网篮组织特征且更为均匀,晶界α相彻底消失,过渡界面基本消失,使得TC4/TC11组织参数最优化;沉积态、去应力退火和固溶时效(最优热处理参数)热处理后试样的拉伸断口为韧性断口且均断在了TC4侧,其中固溶时效热处理后试样强度没有明显降低,塑性得到显著提高,具有良好的综合力学性能;当热处理温度提高到970 ℃(最优热处理参数),该试样沿着整个过渡界面显微硬度值分布最均匀、差异最小,基体与过渡界面处显微硬度值变化也最小。     

2A12铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面硬度及微观组织研究

鉴于当前对搅拌摩擦焊接头的研究集中于接头内部而忽略表面的现状,本文针对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头的表面、内部微观组织形貌和显微硬度展开研究。结果发现:与截面相比,表面热影响区不明显,热机影响区更窄,其晶粒扭曲更严重,且晶粒变形方向相切于焊接方向;截面硬度分布呈"W"型,而表面硬度呈"犬牙"型,表面热机影响区是硬度梯度变化最大、硬度最低的区域,是母材的68.3%;受轴肩顶锻压力和散热条件影响,表面焊缝中心硬度比截面焊缝中心硬度更高,表面热机影响区是焊缝的薄弱区域。     

飞机导管工艺性审查技术研究

针对飞机导管数字化设计过程中有时会出现弯曲半径不合理或不规范、直线段过短造成的无法实现数控弯管加工等工艺性问题,以及人工工艺性审查费力且容易出现疏漏,对飞机导管工艺性自动审查技术进行了研究。结合CATIA/CAA平台,以导管工艺规范为基础,基于MBD规范使用工艺信息提取技术、信息匹配技术,开发了飞机导管工艺性审查技术平台。该技术能自动提取导管工艺信息,将其与工艺规范进行匹配并自动审查导管工艺性是否合理,实现了导管工艺性快速、准确审查,提高了导管制造合格率与审查效率,在实际导管加工过程中具有一定的使用价值。     

基于三维轻量化模型的可视化检测系统研究

对三维模型轻量化技术和可视化检测体系进行研究,分析当前制造企业检测工艺资源与管理脱节、检测质量与效率低、检测可视化程度低、三维数模浏览困难等问题,提出基于三维轻量化模型的可视化检测系统。本文以三维轻量化模型为基础,并采用压缩简化算法对三维模型进行简化,然后通过三维CAD、可视化检测系统和产品数据管理集成,从而实现基于三维轻量化模型的可视化检测系统。该系统完成对检测过程的数据收集和检测资源的传递,有效降低企业成本,解决检测工艺资源管理与检测过程可视化程度低的问题,实现了检测三维模型信息即时反馈、无缝传递。     

电磁搅拌辅助钛合金激光沉积修复的电磁场模拟与验证

利用自行研制的电磁搅拌装置辅助钛合金激光沉积修复,通过有限元软件ANSYS进行数值模拟,并与试验相结合,研究了钛合金激光熔池内磁-电-力的相互作用关系。结果表明,在旋转磁场的作用下,激光熔池内的液体表面磁感应强度与激励电流成正比,与频率成反比;激光熔池受到径向力和切向力的作用,但是前者较小,可以忽略不计,液体横截面上电磁力密度最大值与激励电流成正比。在旋转磁场的作用下激光沉积修复件表面两侧凸起且修复层内部组织/片层长径比减小。     

电磁搅拌作用下激光熔池电磁场、温度场和流场的数值模拟

建立了描述电磁搅拌辅助激光熔凝过程的电磁场和流场的三维数学模型,采用有限元和有限体积结合的方法实现激光熔池中电磁场与温度场及流场的耦合模拟分析,研究了电磁场对激光熔池流场与温度场的影响。结果表明,电磁力在水平面上呈周向分布,切向电磁力的大小从熔池边缘到中心递减;在旋转磁场的作用下,熔池内温度略有降低,温度梯度减小;熔池内液体趋向旋转运动,速度场分布与电磁力相似;熔池纵向环流增加,使熔池内的熔体对流加剧,有利于传热,加快冷却;激励电流大小对电磁场和熔池流场有明显影响。为激光加工提供理论参考。