数铣网格壁板滚弯成形工艺研究

针对2219铝合金数铣网格壁板,采用直接滚弯成形和填料滚弯成形两种成形方法进行研究。结果表明,运载火箭贮箱壁板从壁厚、板宽、网格形式方面均存在很大差异;网格壁板的成形可以采用先数铣网格后直接滚弯成形的方案加工;填料滚弯工艺方法不适于成形外网格形式壁板零件,但可以成形内网格形式壁板;采用硬度更高的PE塑料板作为填充料明显优于橡胶填料;通过采用PE塑料板作为填料,滚弯后的内网格壁板母线直线度在1.1~1.4 mm范围内;通过采用多道次小进给量直接滚弯成形工艺,三角网格壁板和四边形网格壁板的型面间隙值均不超过1.5 mm。     

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。     

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.     

辅助筋条厚度对2219陶铝材料数铣短壳壁板成形精度的影响

以运载火箭贮箱用2219陶铝材料数铣短壳壁板为研究对象,通过分析产品结构特点,利用四轴滚弯方式分区成形凸台区及网格区,合理控制上、下轴夹持间距及下压量,探究航向上、下端辅助筋条厚度设计对成形工艺参数及型面精度影响的机制,以实现2219陶铝材料的工程化应用。结果表明:同等模块曲率半径下,辅助筋条厚度影响材料的塑性流动及相对弯曲半径,受到弯曲三向应力,制约成形工艺参数及产品精度。辅助筋条厚度为6 mm时比厚度为5 mm时产生更大比例的塑性变形,更容易达到成形曲率要求,影响显著,但对弧度成形精度影响较小。当数铣短壳壁板航向上、下端设有3条辅助筋条时,控制辅助筋条厚度为5 mm,可控制弧度间隙在2 mm以内、焊接区直线度在1.5 mm以内、网格区直线度在2.5 mm以内。     

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。     

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.     

GH5188密排孔薄板滚弯成形孔变形特征分析

在解决了高温合金GH5188密排孔薄板三辊非对称滚弯成形有限元建模中的材料模型、几何模型、网格划分等关键技术问题后,建立了密排孔薄板三辊非对称滚弯三维有限元模型,并实验验证了该有限元模型的可靠性。基于获得的仿真结果和理论分析,提出了密排孔薄板滚弯成形孔变形的定量表征方法,分析了密排孔薄板三辊非对称滚弯成形过程中孔的变形规律。结果表明:孔变形后,外表面孔的扩张量略大于内表面孔的压缩量,在滚弯过程中孔的变形量有轻微波动,略有增大;沿成形件同一轴向上的孔的变形量差值极小;沿成形件同一周向上的孔的变形量是波动变化的,但差值很小。     

2099-T83铝锂合金型材四轴滚弯的斜弯曲控制研究

2099-T83铝锂合金2形型材是大型客机C919中后机身重要桁架零件,四轴滚弯成形是加工此类零件的主要方法。由于铝锂合金比强度大,同时2形型材结构的非对称,相比于普通铝合金型材,铝锂合金2形型材滚弯成形中极易产生斜弯曲。为此,利用有限元软件ABAQUS对2形型材的四轴滚弯过程进行了模拟,分别研究了滚轮间隙、下滚轮与型材之间竖直方向预留间隙、左右滚轮X方向移动量对2形型材四轴滚弯中斜弯曲的影响,确定了最佳滚弯工艺参数。基于最佳滚弯工艺参数进行了滚弯工艺试验。结果表明,采用滚轮间隙0.2 mm、下滚轮与型材之间竖直方向预留间隙0.3 mm、左右滚轮X正方向移动量1.5 mm时能有效解决2形型材滚弯的斜弯曲问题。     

2099-T83铝锂合金型材四轴滚弯的斜弯曲控制

2099-T83铝锂合金2形型材是大型客机C919中后机身重要桁架零件,四轴滚弯成形是加工此类零件的主要方法。由于铝锂合金比强度大,同时2形型材结构非对称,相比于普通铝合金型材,铝锂合金2形型材滚弯成形中极易产生斜弯曲。为此,利用有限元软件ABAQUS对2形型材的四轴滚弯过程进行了模拟,分别研究了型材与滚轮之间间隙、下滚轮与型材下表面之间竖直方向预留间隙、左右滚轮X方向移动量对2形型材四轴滚弯中斜弯曲的影响,确定了最佳滚弯工艺参数。基于最佳滚弯工艺参数进行了滚弯工艺试验。结果表明,采用型材与滚轮之间间隙0.2 mm、下滚轮与型材下表面之间竖直方向预留间隙0.3 mm、左右滚轮X正方向移动量1.5 mm时能有效解决2形型材滚弯的斜弯曲问题。     

四辊预弯与连续滚弯成形的机理与试验分析

为提高预弯段的成形精度,建立了侧辊位移量与预弯段成形半径的四辊预弯数值模型。采用有限元软件分析了滚弯变形区应力应变场的演变规律、轧辊与板材间的摩擦力对滚弯成形的影响,以及多道次滚弯成形后,板材表面塑性应变场的变化规律。四辊多道次滚弯试验表明,四辊预弯数值模型和有限元模型的成形半径比试验结果小,误差分别为11.2%和6.3%;板材与轧辊间的摩擦力是导致预弯段成形半径小于连续滚弯段成形半径的重要原因;多道次滚弯加工后,预弯段成形半径相对于连续滚弯段成形半径的误差,由单道次滚弯加工时的7.3%降至1.7%,预弯段的成形精度得到有效提高。     

搅拌摩擦点焊加筋壁板剪切稳定性分析

应用有限元软件ABAQUS对搅拌摩擦点焊加筋壁板进行剪切稳定性计算,得到结构的失稳临界载荷;实施了铝合金搅拌摩擦焊加筋壁板剪切稳定性试验,得到结构的剪切失效形式及过程.结果表明,加筋壁板的破坏形式主要表现为焊点的脱焊或壁板的破损.提出了采用模拟焊点连接的有限元模型,分析了其在剪切载荷作用下的力学性能.结果表明,有限元计算结果与试验所得局部屈曲载荷较吻合,并模拟了剪切载荷作用下加筋壁板的失效过程,说明有限元模拟方法可以用来对该型结构的稳定性能进行分析,从而为该型结构的优化设计及工程应用提供分析参考.     

复合材料加筋壁板机械连接修理设计与分析工具

复合材料修理结构有限元建模过程复杂繁琐，基于ABAQUS软件开发的参数化建模与分析工具为提高复合材料加筋壁板机械连接修理设计与分析的效率和准确性提供了有效的手段。该建模与分析工具主要由参数输入界面、快速建模模块和后处理模块等部分组成，可用于快速建立复合材料加筋壁板机械连接修理结构有限元模型并分析其强度，完成对不同修理参数的快速变更与优化。该修理分析工具所得到的极限载荷与相应的试验结果之间的对比分析，验证了其工程应用的可靠性和适用性。     

小直径开缝套筒弯卷成形装备的设计及力学性能分析

以小直径开缝套筒为研究对象,通过比较各种卷板机的成形特点,确定了双轴柔性滚弯技术作为小直径开缝套筒的成形方式。介绍了双轴柔性滚弯技术的成形原理,并在此基础上设计了一套制备小直径开缝套筒的伺服控制专用成形设备。对成形装备整机及上辊的应力变形情况进行了有限元分析。研究结果表明:整机最大应力发生在左后立柱与底座的螺栓联结部位,应力值为310.01 MPa,小于其屈服强度640 MPa;整机其他位置应力在84 MPa以下,变形较小,满足工作要求;上辊的最大应力值为83.086 MPa,远小于其屈服强度785 MPa,最大变形为0.16229 mm,变形较小,也满足刚度要求。     

横梁筋板的结构仿生设计及优化

结合Workbench有限元分析软件,基于对乌龟壳的结构仿生,设计了一种拱形与纵横筋板相结合的新型横梁筋板结构。通过无筋板横梁的应力分布云图和对乌龟壳的结构仿生确定横梁筋板结构;通过拓扑优化技术去除横梁结构的冗余质量;筋板结构确定后,通过优化技术,以横梁的形变量、质量及固有频率作为性能指标,对横梁的关键尺寸进行灵敏度分析,以达到优化横梁的目的。优化后的新型筋板结构横梁与原型横梁相比在性能有了明显的提升。     

超细管材矫直机设计及矫直动态仿真分析

为了满足市场对高精度超细管材的需求,以现有的十辊矫直机为基础,通过研究十辊矫直机的矫直原理,设计了一种新型的超细管材矫直机。介绍了超细管材矫直机的主要技术要求、矫直系统的构成,分析了各个主要部件的结构特点及创新。同时,利用有限元软件Abaqus建立了超细管材矫直机的有限元模型,并对超细管材的矫直过程进行了动态仿真研究。根据设计要求,分析了超细管材矫直后的椭圆度、直线度和残余应力,证明了超细管材矫直机设计的合理性。     

镁合金网格壁板压弯成形数值模拟及实验研究

为探索镁合金整体壁板压弯成形的可行性,以及镁合金壁板压弯成形过程中金属的流动规律,对AZ31镁合金网格壁板压弯成形进行了数值模拟和实验研究。建立了有限元数值模拟的几何模型,采用有限元计算软件对AZ31镁合金网格壁板压弯成形过程进行了数值模拟研究,分析了镁合金网格壁板压弯成形中的温度场、应变场、应力场、破坏系数等的分布规律。确定了合适的AZ31镁合金壁板压弯成形工艺参数,并对镁合金网格壁板压弯成形进行了实验研究,获得了合格的镁合金网格壁板弯曲件,并分析了镁合金网格壁板成形件尺寸精度,模拟结果与实验结果相吻合,最大相对误差为16.7%。     

Theoretical analysis and experimental study to support the development of a more valuable roll-bending process

A new roll-bending model is proposed which improves upon traditional roll-bending processes. The new forming model not only resolves some inadequacies of traditional roll-bending processes, but also allows more flexibility in the formation of large bending parts. The upper-bound and lower-bound methods are used to research the bending mechanisms of roll-bending processes and to provide some rules for the development of a new roll-bending process. Finite element modeling is also implemented for comparison with the upper-bound and lower bound results. Finally, a roll-bending experiment was carried out to attempt a real application, with the design of the experimental device based on the new roll-bending concept. All these efforts demonstrate that the new roll-bending model has potential for future use in industry.     

OPTIMIZATION OF AUTOBODY PANEL STAMPING PROCESS BASED ON DYNAMIC EXPLICIT FINITE ELEMENT METHOD

1.IntroductionItiswellknown,sheetmetalformingprocessexperiencesverycomplicateddeformationeffectedbyprocessparameterssuchasdiegeometry,theblankshapeandposition,theblank-holderforce,frictionandlubricationandsoon.Traditionally,theoptimumconditionforstampingprocessparametersisdeterminedbyintuitionandexperiencecalledknow-howtechniques,withtrial--and--error,andthereisnogoodwaybuttomakeexpensiveandtime-consumingmodificationstothetoolsandtodeterminetheprocessparametersexperimentally.Internationalsever…     

用有限元方法分析石油套管矫直产生的残余应力

为消除石油套管轧制和热处理后的纵向弯曲及圆度误差等,一般要采用矫直工艺。而作为石油套管制造最后生产环节的矫直工艺决定了石油套管的几何形状,同时也影响其力学性能。研究了满足石油套管的直线度和圆度要求下的矫直量与残余应力的关系;进行了石油套管矫直时的变形规律分析;建立了石油套管矫直的有限元模型。