加载路径对铝合金航空复杂薄壁构件主动式充液成形性能的影响

针对目前航空用铝合金复杂薄壁构件充液成形难度大的技术瓶颈,采用非线性有限元软件DYNAFORM对不同加载方式下的某铝合金大尺寸加强框零件的充液成形过程进行了数值仿真,其中液力加载路径包括线性加载、三角波脉动加载、梯形波脉动加载。采用单一变量控制法,重点分析了在脉动加载条件下振幅、频率以及波形等关键参数对零件成形性能的影响规律,并选取最优工艺参数进行了实验验证。结果表明,线性加载路径下零件开裂几率较大,成形困难,而脉动加载路径下零件成形性显著提高且易于贴模,采用梯形波脉动加载时,由于存在保压过程,成形后零件壁厚更加均匀,减薄率最小。此外,当振幅为4 MPa、频率为0. 3 Hz时,壁厚及减薄率的控制效果最好。最终获得的实际零件的成形质量优异,满足工程生产要求。     

Determination of strain criterion of Portevin-Le Chatelier effect for aluminum alloy sheets

According to the deformation state in skin stretch forming, an experiment was investigated to determine the critical strain, which make the slip line occur, and the strain criteria under different strain paths are obtained. The uniaxial tension tests of different specimens were carried out to determine the critical strains of different strain paths. Then, the slip line limited curve（SLC） is available from these critical strains. Two kinds of aluminum alloys, 2024-T3 and 2524-T3, were studied, and two SLCs are gained. The application of the SLC to an airplane skin stretch forming simulation was investigated, and the results show that the SLC can be used to control the slip lines occurring in practice.     

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。     

复杂曲率蒙皮零件拉形工艺分析及优化

某飞机复杂蒙皮零件外形表面同时存在鼓包和凹陷等特征,对表面质量要求高,成形难度大。为了解决该类零件成形难题,针对该复杂蒙皮零件的成形工艺方案进行了较为详细的分析和探讨,通过结合该零件结构特征及成形难点,从零件成形方案、成形设备、成形工装、受力特点、成形参数等方面分别探讨了该蒙皮零件拉伸成形的工艺方案,分析了其中容易出现的工艺技术问题并给出了解决的方法,然后结合实际加工情况给出了优化的方案和改进措施。通过采用优化后的工艺方法,解决了该复杂蒙皮零件拉伸成形中的粗晶和起皱等问题,并在生产实践中得到了良好的应用。     

喷丸成形工艺数据库系统研究与开发

目的配合飞机制造厂进一步更新技术,以信息化技术提升传统的飞机壁板喷丸成形工艺。方法收集了飞机生产、型号预研、板金工艺手册、工艺试验等大量数据信息,采用Oracle11g数据库管理系统,应用Powerdesigner开发软件,进行了数据库系统的研究与开发。结果研究开发了一个集资料文档、材料性能、基础数据、简单试件试验、喷丸成形实例和设备管理等数据的B/S架构喷丸成形工艺数据库系统。结论实现了工艺数据的积累、共享、重用,达到了提高工艺设计水平与生产效率的目的。     

蒙皮拉形机快速换模系统力学安全性分析

拉伸成形是飞机钣金的基本成形方法。由于飞机蒙皮种类繁琐、生产批量小,在拉形的过程中需要频繁的更换模具,而现有国内蒙皮拉形机换模仍为传统换模方式,换模时间长,换模过程繁琐。针对这一情况,研发出了一套蒙皮拉形机快速换模系统,能从根本上提高蒙皮拉形机的换模效率,进而提高蒙皮拉形机的生产效率。采用有限元方法,对所提出的蒙皮拉形机快速换模系统进行力学安全性分析,研究了该系统内部重要零部件在极限工况下的应力分布,对整个换模系统的完善与再优化具有重要的意义。分析结果显示:该蒙皮拉形机快速换系统是结构安全的。     

飞机蒙皮拉形工艺知识库的研究与开发

面向飞机制造厂的实际生产需要,为飞机蒙皮拉形的工艺设计、分析及生产等提供全面、完善的支持,该文运用JBuilder2005和Dorado5作为主要的开发工具,以Oracle9i作为数据库管理系统,建立了蒙皮板材性能、工艺设计与分析参数、工艺审查等功能模块,解决了分析中大量文件图片等对象的上传与下载、与数字化工艺设计系统ASSFCAE的接口,以及基于知识的工艺匹配与推理等关键技术,开发了一套B/S架构的飞机蒙皮拉形工艺的知识库系统。应用实例表明,该系统具备进行蒙皮零件工艺性审查,和为工艺分析提供设计信息参数等功能,具有较好的实用价值。