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。     

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。     

VTL型数控蒙皮拉形机加载轨迹设计

针对VTL型数控蒙皮拉形机建立三维数字化模型,并对其进行机构运动分析。根据蒙皮拉形变形特点,提出一种拉形加载轨迹设计方法。基于应变控制设计出执行钳口运动轨迹,并根据拉形机机构运动规律,将执行钳口运动轨迹转化成拉形机驱动机构运动参数。采用CAA技术在CATIA平台上开发了相应的加载轨迹设计软件;以柱形蒙皮为例,利用开发的软件设计加载轨迹,通过有限元模拟和试验,验证了轨迹设计的合理性。     

飞机蒙皮包覆拉伸成形加载轨迹设计优化方法

加载轨迹对飞机蒙皮拉伸成形质量有着至关重要的影响。针对单凸双曲度蒙皮包覆拉伸成形,系统研究了成形加载轨迹设计以及优化方法。基于应变控制方法,通过几何解析建立了成形初始加载轨迹及加载范围计算模型;采用有限元数值模拟技术和优化理论相结合的方法,建立了优化计算所需的蒙皮包覆拉伸成形有限元分析模型和加载轨迹优化数学模型。实际算例表明,该方法有效可行,为提高飞机蒙皮成形质量提供了有效的解决途径和方法。     

飞机蒙皮拉形计算机辅助工程系统ASSFCAE

介绍了飞机蒙皮拉形计算机辅助工程系统(ASSFCAE)的设计思想、总体结构和系统功能.讨论了系统的拉形机运动分析与求解、分析模型定义、拉形轨迹设计、轨迹优化和有限元接口等关键技术.在型号飞机零件的应用实践表明,ASSFCAE是一个完整的蒙皮拉形数字化制造系统,可实现蒙皮拉形的CAD/CAE/CAM集成,具有较高的可靠性和应用价值.     

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。     

大型薄壁构件数控成形数字化技术与系统

现代飞机上的大型薄壁构件主要包括蒙皮和型材等钣金零件．是构成飞机气动外形及骨架的关键零件。这类零件在生产中一般采用围转成形方法．其特点是以具有数控功能的成形设备直接作用在板坯上，围绕模具进行围转的成形．成形过程中设备的加载运动轨迹起着重要的作用。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

双曲率薄壁铝合金盒形件充液成形工艺

双曲率薄壁铝合金盒形件是一种常见的飞机内蒙皮类钣金零件。针对目标零件采用传统落压成形过程中存在的生产效率低、表面质量差的问题,采用充液成形工艺成形该类零件,其目的在于提高零件表面质量并降低模具成本。通过数值模拟软件,建立了双曲率薄壁铝合金盒形件主动式充液成形的有限元模型,通过分析液室压力、压边力加载路径、润滑条件等因素对零件成形性的影响,对零件成形的起皱和破裂情况进行分析,优化确定最佳的工艺参数。并依据优化后的工艺参数进行了现场实验,利用数值模拟技术分析和解决了现场实验零件的质量问题,成功制造出合格零件,进一步验证了工艺方案及工艺参数的可行性。     

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....     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

型材拉弯模拟算法的开发及应用

开发了基于有限元增量理论和BWC壳单元的型材拉弯模拟算法.本算法对型材拉弯机构中夹钳的运动进行了深入分析.采用速度约束的方法来模拟夹钳的运动轨迹,并对夹钳所在板料位置上的节点进行约束处理,保证了夹钳速度加载的正确性.以矩形截面型材拉弯零件为例,采用文献中的夹钳运动加载方案对其进行型材拉弯成形模拟.将本算法计算的结果与文...     

Optimization on springback reduction in cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin

An optimization method was presented for cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin to determine process parameters and to reduce springback.In the optimization model,a mathematical formulation of stress difference was developed as an indicator of the degree of springback instead of implicit springback analysis.Explicit finite element method(FEM)was used to analyze the forming process and to provide the stress distribution for calculating the amount of the stress indicator.In addition,multi-island genetic algorithm(MGA)was employed to seek the optimal loading condition.A case study was performed to demonstrate the potential of the suggested method.The results show that the optimization design of process parameters effectively reduces the amount of springback and improves the part shape accuracy.It provides a guideline for controlling springback in stretch forming of aircraft skin.     

基于位移控制的型材2D张臂式拉弯加载轨迹设计及数控代码生成

针对Cyril Bath公司数控型材2D张臂式拉弯设备,提出了型材拉弯过程中轴向拉伸变形量的控制方法,解决了位移控制模式下型材拉弯夹钳加载轨迹较难设计的问题,为通过有限元模拟进行夹钳运动轨迹的优化奠定了基础。同时研究了拉弯设备的数控代码格式,给出了由夹钳运动轨迹自动生成数控代码的方法。通过实例验证了所提出算法的有效性和可靠性。     

汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究

飞轮盘为大尺寸、变壁厚零件,采用先切割后焊接组装的加工方式,工序多,周期长,成本较高.采用冲锻成形新工艺成形该零件,并借助有限元模拟软件DEFORM-2D,对成形过程和模具关键尺寸进行了优化分析.为成形零件R5 mm内圆角,采用两步成形,即预成形时采用大半径圆角凸模拉深并利用镦粗凸模镦粗侧壁,终成形时将拉深凸模换为R5 mm圆角的凸模并将零件镦粗到要求尺寸.优化后的模拟结果显示成形良好,为实际生产提供了一定的参考依据.     

柔性压辊拉形中回弹的数值模拟

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺,将传统的拉形过程中使用夹钳进行拉伸包覆的加载方式,改变为利用柔性压辊垂直下压的加载方式,使板料产生变形。对柔性压辊拉形成形球形件的过程和回弹进行数值模拟,分析加载量、板厚、板料与模具之间的摩擦系数等因素对回弹的影响。研究结果表明,在柔性压辊拉形方式下,成形件应力分布比较均匀,且在成形一定尺寸的球形件时,加载量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料与模具之间的摩擦系数越大,回弹量越大。