整体壁板填料滚弯成形工艺研究

整体壁板具有重量轻、结构强度高、刚性好等优点而被广泛应用于航卒航天工业.但是整体壁板的制造工艺复杂、生产周期长.为了解决这一问题,提出了一种新的成形工艺,即采用高精度数控机械加上技术将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料,并研究了塑料和橡胶两种填料滚弯成形实验.实验结果表明,这种填料滚弯技术可以成形出满足工艺要求的整体壁板.     

铝合金整体壁板橡胶填料辅助滚弯成形试验研究

铝合金整体壁板具有重量轻、结构强度高、刚性好等优点而被广泛应用于航空航天工业.提出了一种新的整体壁板成形工艺--填料辅助整体壁板滚弯成形.进行了整体壁板橡胶填料滚弯成形试验,分析了成形之后壁板的弯曲半径与压下量的关系,壁板的表面质量与直线度.试验结果表明,橡胶填料改善了壁板的受力状况,起到了保护筋条的作用,解决了筋条失稳的问题,提高了壁板的滚弯成形性能.成形之后的壁板表面质量良好,直线度满足要求,表明这种工艺进行整体壁板成形是可行的.     

整体壁板离散填料滚弯成形有限元模拟

具有一定曲率外形的铝合金整体壁板属于典型的多筋零部件,传统弯曲成形工艺成形困难,容易产生多种缺陷。提出了离散填料辅助滚弯成形整体2A12T4铝合金壁板滚弯工艺,并通过实验与整体填料滚变成形进行了对比,同时采用有限元模拟技术,探究了离散填料辅助整体壁板滚弯成形中的影响因素。研究结果表明:填料数量、上下垫板厚度等因素对成形性能影响较大,填料在3~6块时成形稳定,可以有效地避免筋条屈曲与失稳;随垫板厚度增加,壁板表面圆弧更加光滑、连续,但是回弹性增强;上下垫板分别在10~20 mm厚度时,综合性能较好。通过离散填料辅助滚弯技术可以成形出质量较高的整体壁板。     

网格壁板滚弯成形结构优化和试验验证

针对新一代运载火箭贮箱网格壁板滚弯成形后直线度为3~4 mm的问题,建立了网格壁板滚弯有限元模型,分析了网格壁板在滚弯过程中的受力特点。网格壁板滚弯成形时上、中、下区域受力不均,成形后各区域延伸量相差6 mm,这是滚弯成形后直线度差的主要原因。设计了高度方向上、下余量区结构优化的网格壁板,通过有限元方法分析了结构优化后的网格壁板,各区域滚弯成形时应力水平接近一致。开展了结构优化后网格壁板的滚弯成形试验验证,结构优化后的网格壁板滚弯成形后直线度在1.5 mm以内。     

Ti55钛合金整体壁板电脉冲辅助压弯成形失稳研究

高温钛合金网格筋壁板相较于传统的铝合金筋壁板结构效率更高,但是室温下钛合金整体壁板难以成形.利用电流电致塑性效应和焦耳热效应能有效降低成形载荷、提高成形极限,并且能有效避免钛合金在加热中被严重氧化.本研究建立了 Ti55整体壁板电脉冲辅助压弯成形的电-热-力耦合有限元模型,并对不同成形工艺参数和壁板几何参数进行模拟.结...     

整体壁板压弯成形筋条失稳预测与分析

为实现整体壁板压弯成形中筋条失稳的预测,以典型截面形状的I型筋条试件压弯失稳为例,对筋条边界条件作不同假设,建立3个不同的筋条失稳模型。基于能量法、弹塑性力学和数值解析,计算3个筋条失稳模型的临界失稳载荷,并与试验结果对比,确定最佳的筋条失稳模型。结果表明,视筋条对边为简支约束、底部为固支约束的失稳模型,其求得的失稳临界载荷与试验结果吻合较好。该失稳模型可以对高筋整体壁板压弯成形中的筋条失稳进行合理的预测。     

整体壁板压弯成形中的筋条失稳预测(英文)

为实现对整体壁板压弯成形中筋条失稳的预测,基于能量法、弹塑性力学和数值解析提出压弯成形过程中筋条临界失稳载荷的求解方法。在设计的压弯模具上进行压弯失稳试验。结果表明,基于本文提出的方法所得的理论临界失稳载荷与试验结果吻合较好。采用本文所提出的方法可以对铝合金高筋整体壁板压弯成形中的筋条失稳问题进行合理地预测。     

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.     

7475铝合金网格筋条壁板蠕变成形的试验和数值模拟

在热压罐条件下进行了7475铝合金单曲率网格筋条壁板的蠕变成形试验,使用三坐标测量法获得了成形壁板在不同横截面上的曲率半径,并对壁板蠕变成形后的回弹分布规律进行了分析.之后通过蠕变拉伸试验,得到了材料在成形试验条件下的蠕变本构模型参数,通过用户子程序补充到ABAQUS有限元模型中,并模拟分析了该壁板在真空热压加载-蠕变-卸载过程中的应力应变规律,模型对壁板回弹量的预测与试验结果吻合良好,误差小于4％.     

整体带筋壁板弯曲成形力学条件分析

为探讨整体带筋壁板弯曲成形的可行性,采用力学分析和数值模拟相结合的方法,研究了一端自由、一端约束的薄板失稳的力学条件。基于“能量法”给出了筋板失稳欧拉力的数学表达式。为带筋壁板弯曲成形规律的深入研究和成形工艺设计奠定了理论基础。     

塑料包覆铝型材拉伸弯曲实验研究

针对轿车用复杂截面PVC塑料包覆铝型材密封条的三维拉弯成形,采用控制拉伸量的方法,通过选择合理的预拉量、恰当的成形模具截面及型材间填充物,对该截面型材进行了平面和垂直拉弯成形实验,得到了该型材平面和垂直拉弯的半径回弹量。结果显示,垂直拉弯回弹量是平面回弹量的1倍多,实验结果为研制该型材及同类产品拉弯工装模具和工艺参数选择,提供了依据。     

带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量(平板件的回弹量为53.9%)。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。     

薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形实验研究

采用弹性填料作为传力介质对薄壁小弯曲弯头进行挤胀成形,研究了薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形机理和主要影响因素,分析了弹性介质下的薄壁小弯曲弯头挤胀成形过程和壁厚分布规律.结果表明:弹性介质在冲头轴向推力与球形芯轴反推力的双向挤压下发生弹性变形并形成连续的弹性体以产生胀力,弯曲时将管坯紧贴于凹模,同时推动管坯沿凹模型腔变形流动;此外,球形芯轴的进给量是弹性介质挤胀成形工艺的关键,在进给量不足时使成形件出现截面畸变及出口端塌陷变形等缺陷;以管径Φ32 mm×1 mm的LF2M铝合金弯头成形为例,球形芯轴的进给量控制在75°时,成形件整体壁厚分布相对均匀,外侧最大壁厚减薄率为16％.