飞机蒙皮拉形加载轨迹研究

蒙皮拉形工艺的先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标志之一,然而加载轨迹决定着飞机蒙皮拉形成形质量的优劣。基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对某单凸双曲率蒙皮拉形进行拉形仿真,对模具的最大截面采用应变控制的方法,结合实际生产过程中拉形机的运动状态,对飞机蒙皮拉形数值模拟中夹钳区域的加载轨迹进行了初步研究。此外,考虑到蒙皮拉形常见的缺陷及影响因素,分析了最优化理论结合仿真模拟优化工艺参数的重要性。对蒙皮拉形过程模拟仿真,实现虚拟试拉,以便对其加载轨迹进行优化设计,避免盲目的试拉工作,节约材料,降低研发成本,缩短研发周期,提高飞机蒙皮拉形质量和生产效率。     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一，为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为，自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统。系统采用电液伺服技术，实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作，工作台可以形成任意角度上顶，能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹。试验结果表明，系统具有较高的精度。符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求，为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障。     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一,为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为,自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统.系统采用电液伺服技术,实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作,工作台可以形成任意角度上顶,能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹.试验结果表明,系统具有较高的精度,符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求,为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障.     

飞机蒙皮拉形机数字化控制的研究

对蒙皮拉形机的拉形工艺、设备进行了分析，介绍了示教/再现技术，并以国产MIL-2蒙皮拉形机为对象，采用可编程序控制器和示教/再现技术对传统蒙皮拉形机实现了数字化控制。     

飞机蒙皮拉形模拓扑优化设计

将拓扑优化技术应用于大型飞机蒙皮拉形模的轻量化问题,可以解决传统拉形模设计中刚度与重量之间的矛盾。应用ABAQUS软件进行蒙皮拉形的非线性数值模拟,可以获取拉形模工作面的载荷数据。根据载荷数据选取的典型工况及给定的材料属性、约束条件等进行拓扑优化,将得到的拓扑优化结果进行模型重构,再对重构后的模型进行蒙皮拉形仿真,以验证模具的各项设计指标是否符合要求。以某型拉形模为例进行拓扑优化,并与传统设计的模具相比较,结果证明在同体分比的情况下,拓扑优化设计显著减小了模具的最大变形值和应力值。     

多点拉形工艺及其数值模拟研究

介绍了多点拉形工艺的基本原理;利用非线性有限元软件进行了多点拉形过程的数值模拟,并对多点拉形中出现的压痕缺陷的产生原因及抑制方法进行了研究.结果表明:多点拉形工艺产生的压痕主要表现为凹凸压痕;采用弹性垫技术能够有效抑制压痕的产生;选择适当厚度弹性垫,可以得到表面光滑、成形误差较小的工件.     

基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计

在蒙皮拉形工艺中,由于诸多不确定因素的存在,传统最优工艺条件下的成形质量存在较大波动.针对该问题,将有限元分析和稳健设计有效结合,提出基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计方法.分析蒙皮拉形中的主要质量缺陷及关键设计参数,考虑成形过程中设计参数的波动和噪声因子;基于有限元分析和响应面法给出蒙皮拉形工艺的质量缺陷指标...     

非对称型材数控拉弯成形回弹研究

针对数控型材拉弯机拉弯成形特点,建立了位移控制拉弯成形的有限单元模型,提出了一种新的描述型材边界条件的方法,模拟了T截面铝型材非对称拉弯成形过程,探讨了预拉伸量和补拉伸量对非对称拉弯零件成形质量的影响。模拟结果表明预拉伸量对零件的成形质量有重要的影响,有限的补拉伸量有助于改善零件的成形质量。数值模拟的型材回弹基本与实验结果一致。     

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。     

多点数字化拉形成形性能的数值模拟分析

以鞍形曲面蒙皮件为例,对多点数字化拉形过程进行了数值模拟分析.通过模拟所得到的最佳水平预拉力与实际拉形工艺中通过经验公式确定的值相符,验证了算法的准确性.从材料、板厚、曲面形状和变形程度等方面入手分析多点数字化拉形的成形性能,结果表明:随着板料厚度减小、变形程度增大,板料起皱的趋势增大,并且不同的曲面形状及材料对板料的成形结果都有影响.同时给出了临界变形量极限图.研究结果为多点数字化拉形技术的实用化提供了重要依据.     

双曲度飞机蒙皮拉伸成形轨迹优化与验证

加载轨迹是决定飞机蒙皮拉伸成形质量的关键因素。对某双曲度蒙皮最大截面采用应变控制的方法，解析分析并推导出拉伸成形加载轨迹范围，并作为初始加载轨迹进行优化；采用最优化理论与算法和有限元数值模拟相结合的优化方法，以减小卸载回弹、提高贴模度为研究目标，以单元最大，主应变和厚度减薄率为约束条件，建立最优化数学模型，得到合理的拉伸成形加载轨迹；在自行研制的拉伸成形试验平台上进行优化结果验证，试验结果表明，成形零件贴模度、应变分布与厚度的均匀程度均有明显提高。     

非规则曲面件的多夹钳式柔性拉伸成形研究

应用多夹钳式拉形机具有高柔性化的特点,根据目标件确定毛坯形状,夹钳依据毛坯形状对其进行夹持,尝试柔性拉形中的非矩形毛坯夹持。针对某一非规则曲面件,分别建立矩形毛坯和梯形毛坯的拉形有限元模型,并进行拉形数值模拟,对比分析两种形状毛坯对成形结果的影响。模拟结果表明,梯形毛坯拉形件比矩形毛坯拉形件的应力、应变数值减小且分布均匀;减薄率更小。梯形毛坯更能够节省材料,提高材料利用率。在多夹钳式拉形机上对矩形毛坯和梯形毛坯进行拉形试验,验证模拟结果的正确性。通过数值模拟和拉形试验充分证明了多夹钳式拉形机能够对非矩形毛坯件夹持的可行性,拉形效果更好,可以为其他非规则曲面件拉形提供参考和借鉴,使拉形工艺在工业应用的领域得到进一步拓展,为新型拉形机的设计与开发奠定了基础。     

有限元法在机翼整体壁板成形中的应用

喷丸是现代飞机机翼整体壁板成形的首选方法，但喷丸成形参数的选择在很大程度上依赖于实验数据和操作经验，耗时费资。有限元方法的应用可部分解决这一难题。分析了喷丸成形的变形特点，介绍了Homer的有限元设计方法、Levers的比拟法及笔者使用的变形等效模拟法，并对3种方法各自的特点进行了比较。     

冷拉伸滚压塑性成形轧制力计算

应用ls-dyna对冷拉伸滚压成形过程进行数值模拟,得到冷拉伸滚压成形的变形力可分为径向进给力、切向滚压力和轴向拉伸力。研究表明,合理控制、匹配三者的大小有利于拉伸滚压成形,获得最佳的成形效果。分析、研究冷拉伸滚压成形的变形力能更好地掌握工件的变形情况,为合理设计工艺参数提供参考,为装备的动力选型提供依据。     

金属板材数字化渐进成形技术研究现状

金属板材数字化渐进成形技术是国际上刚刚兴起的一种柔性成形技术。介绍了数字化渐进成形的原理、特点及其工艺过程,综合分析了近年来数字化渐进成形技术的研究成果,重点对渐进成形的工艺规划及成形轨迹的优化、对板材成形性能的影响、成形过程的数值模拟、成形精度等方面进行了较系统的归纳和总结,列举了大量的国内外工艺应用及设备情况,探讨了数字化渐进成形技术的发展趋势和有待进一步研究的若干课题。     

参数控制的数控旋压成形工艺

应用于数控车削加工中心上的数控旋压成形工艺充分利用了数控加工中心的柔性对零件的最终形状,成形的轨迹等参数进行任意 调整,以获得最佳的工艺参数。可以旋压出各种不同的形状的零件,具有加工效率高,劳动强度,无须进行切削加工等特点。     

拉弯机数控指令代码系统的设计与实现

分析了拉弯机数控的主缸拉力、侧压力、主缸位移、转台转角等主要控制参数以及力位移联动控制的特点，制定了数控NC程序代码规范。包括注释符。行号，G代码。M代码，X、Y、Z坐标。S、E、F、L、T加工参数等指令。对于不便用直线、圆弧、样条曲线描述的位移和连续变化的力。运用插补数据文件进行控制。并定义了相应的NC编程指令。介绍了部分指令的功能并给出了示例程序。采用解释执行的方式。实现了NC解释执行程序，并给出了程序逻辑结构。通过实际控制验证。该规范和实现方法是可行的。