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。     

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。     

塑料辅助网格式整体壁板滚弯成形实验研究

文章提出一种新的壁板成形方法——填料辅助网格式整体壁板滚弯成形,即采用高精度数控机械加工技术,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。研究了塑料填料的滚弯成形工艺,实验结果表明,塑料填料明显改善了壁板的受力状况,有效的保护了筋条,成形之后壁板的筋条没有发生失稳开裂等缺陷,且成形后壁板的直线度与弯曲度满足工艺要求。     

7475铝合金壁板蠕变成形筋条失稳及数值模拟

对于筋条整体壁板的蠕变成形,防止筋条塌陷是该技术成形的关键。采用某单曲率整体加筋壁板进行了热压罐成形试验,应用有限元软件ABAQUS/Standard,模拟了蠕变成形的全过程,通过对比二者的模拟结果验证了有限元模型的正确性。分析了成形过程中筋条的应力应变分布,给出了筋条的临界失稳应力公式,针对成形缺陷提出了夹具成形的优化工艺。实验结果表明,该优化工艺可以使筋条临界失稳压力提高4倍,最大侧向位移由1.4mm减少到0.2mm,使高筋条壁板成形的皱曲缺陷得到明显控制。     

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％.     

整体壁板压弯成形中性层及回弹解析

针对压弯成形制造带筋尤其高筋,整体壁板工艺仍然依赖工人的实际经验、缺乏科学理论指导的现状,开展对铝合金带筋整体壁板压弯成形过程变形机理深入的力学分析。对筋条在内弧的对称、非对称形状截面的结构特征,利用解析法得到了压弯过程中弯曲中性层的平移量和转动量,并通过有限元模拟进行验证;建立了回弹的计算模型,得出上模下压量与回弹量的关系表达式,并与有限元模拟和实验进行了对比验证。     

整体壁板增量压弯试验与模拟

采用逐点增量弯曲的方法对网格式带筋整体壁板进行了试验研究，并进行了有限元模拟。研究表明：采用增量压弯成形工艺可以成形出具有一定曲率外形的整体壁板；压弯过程中蒙皮始终处于弹性变形阶段，筋条既有弹性变形产生，又有塑性变形产生；压下量达到一定值时，塑性变形的比率急剧增加。     

双曲率飞机整体壁板压弯成形有限元建模(英文)

为了建立压弯成形工艺的有限元模型,提出一种特殊的模拟过程和一种基于压弯线坐标的上下模边界条件计算方法。实现了双曲率飞机整体壁板七道次压弯成形工艺的模拟并且可以较好地模拟真实的生产过程,本建模方法可用于此复杂成形工艺的研究。分析了应力和应变分布,揭示了成形工艺的变形机理。通过进行定量的比较,得知七道次压弯成形的成形精度和表面质量较好。     

整体加筋壁板轴压强度设计方法

基于Johnson-Euler公式建立了中长柱整体加筋壁板压缩强度工程计算方法,经过7050铝合金整体加筋壁板的轴向压缩试验验证是合理的,压缩失稳载荷计算误差满足设计要求。在整体加筋壁板总面积相同的条件下,压缩失稳载荷随蒙皮与长桁的面积比λ增加呈现出先增加后降低的变化规律,据此通过调整λ可获得整体加筋壁板较佳的设计方案。     

Optimization of press bend forming path of aircraft integral panel

In order to design the press bend forming path of aircraft integral panels,a novel optimization method was proposed, which integrates FEM equivalent model based on previous study,the artificial neural network response surface,and the genetic algorithm.First,a multi-step press bend forming FEM equivalent model was established,with which the FEM experiments designed with Taguchi method were performed.Then,the BP neural network response surface was developed with the sample data from the FEM experiments.Furthe...     

FEM equivalent model for press bend forming of aircraft integral panel

An original plastic equivalent model was proposed to solve the problem of excessive FEM simulation time when designing the press bend forming path and optimizing the process parameters of press bend forming of the integrally stiffened aircraft panels. Based on the in-depth analysis of the mechanics of the bending and springback of the detailed model and the equivalent model of the integral panels, the plastic equivalent model of the virtual material with special initial yield stress and hardening coefficients was constructed. FEM results indicate that the objective of getting the similar contour with the same press bend forming path is achieved with the error less than 6%, and the efficiency of FEM simulation is improved by more than 80%. The plastic equivalent model is valuable and essential for the further research on the press bend forming process of large scale complicated integral panels.     

内高压成形塑性屈曲分析

利用塑性稳定性分析理论研究了内高压成形工艺中出现的塑性屈曲失效力学行为。结果表明在一定的范围内,随着内压的增加,轴向临界屈曲载荷随着递增,为内高压成形工艺提供了理论保证;同时在不同的比例加载关系下,周向屈曲波数不尽相同,而且可能出现轴向临界屈曲载荷的“跳跃”现象,该现象的本质含义有待于深入研究。     

整体壁板增量压弯过程应力应变模拟

整体壁板结构特点为蒙皮和纵横交错的加强筋为一整体,将机械加工后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大的难度。本文采用MARC有限元软件分析了整体壁板成形过程中应力应变变化情况。研究表明:整体壁板成形过程中,筋条处的应力状态最为恶劣,筋条与蒙皮过渡区处于三向拉应力状态,同时有剪切塑性应变发生,容易导致该处开裂,对于高筋条来说,还容易导致失稳现象发生;筋条的塑性变形既有凸模下压导致的塑性变形,又有蒙皮回弹导致的塑性变形;塑性变形区主要集中于筋部,蒙皮几乎不发生塑性变形;成形后的壁板将保留较大的残余应力,该应力主要是由蒙皮弹性回复所引起。     

整体壁板的电磁局部加载成形

电磁成形具有冲击载荷大和成形效率高等特点。以2024铝合金板为实验对象,利用电磁脉冲局部加载的新方法对整体壁板的成形进行了一系列实验研究,重点分析了加载间距、放电电压、板厚及约束条件对铝合金板料弯曲变形的影响。结果表明:加载间距、放电电压及板料厚度的合理选取对板料的变形至关重要。板料弯曲程度随加载间距的增大而明显增大且变形轮廓比较光滑,但加载间距不宜过大。板料弯曲程度在一定范围内随放电电压和板厚的增加而增大;约束解除之后,板料变形程度较解除之前有所增大,残余应力对板料弯曲变形的影响比板料减薄作用更为显著。     

整体壁板时效成形模具回弹补偿的工艺研究

时效成形是解决整体高筋壁板成形、提高零件制造精度和使用寿命的有效工艺方法,但由于具有回弹量大,且模具型面难以确定和修正的特点,限制了其在国内工程化的应用。该文针对小曲率、小变形整体壁板的时效成形,通过时效成形基础试验,研究其回弹规律,并应用几何补偿算法,进行模具型面的回弹补偿计算。实验验证表明,零件外形曲面误差小于1mm,筋条处的误差小于0.5mm,证明该回弹规律及补偿算法具有有效性和准确性。     

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.