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。     

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。     

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。     

复杂高筋整体壁板成形工艺技术

整体壁板是由整块板坯制成的结构承力件,构成飞行器的气动外形,各结构要素之间无任何连接。整体壁板具有结构效率高、减重效果好、构件协调性好、生产周期短等优良的特性,并可制作飞行器密封构件如油箱、气密仓等,因此越来越受到国内外飞行器设计师们的青睐。     

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。     

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%。     

大型双曲率非等厚TC4钛合金壁板整体SPF/DB成形工艺及优化

针对大型双曲率非等厚TC4钛合金壁板整体SPF/DB成形工艺进行了研究.由于零件尺寸超过1800 mm,型面复杂(双曲率,弦高为330 mm),壁厚分布不均匀,成形后出现了严重开裂(多于6处)、明显缩沟(深度大于1.1 mm)和不贴模等缺陷,且在成形后难于通过化铣精确控制壁厚分布,提出了预变形、化铣、扩散连接和超塑成形...     

2219铝合金网格壁板增量成形有限元仿真

整体网格壁板广泛应用于航天器结构中,该文采用增量压弯成形法作为火箭贮箱2219T87铝合金网格壁板成形工艺。基于ABAQUS建立网格壁板增量压弯模型,并分析壁板网格参数、网格加强对成形结果的影响。结果表明,残余变形量与压弯量和筋高度均近似呈线性关系,纵向加强筋能有效提高成形精度。通过试验验证了仿真模型的准确性,为整体壁板成形工艺提供指导。     

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.     

FEM modelling for press bend forming of doubly curved integrally stiffened aircraft panel

In order to establish an FEM model for aircraft integral panel press bend forming process, a special simulation procedure and a calculation method for the punch and die boundary condition based on the bending line coordinates were proposed. The simulation of a seven-step press bend forming process of doubly curved integrally stiffened aircraft panels was realized, and it could well simulate the real fabrication process, so that it could assist in studying this complicated forming process. Stress and strain distributions were analyzed, which reveals the deformation mechanics of this process. With quantitative comparisons, it can be concluded that forming quality of the seven step press bend forming is quite good, considering both the forming precision and the surface quality.     

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...     

飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

C型多点成形压机机架结构有限元分析和优化设计

本文根据C型多点成形压机机架结构、受力状况,以三维实体为单元,建立了压力机机身有限元模型和机身结构优化的数学模型。有限元分析表明,本模型行之有效,优化结果理想。     

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.     

基于Dynaform的飞机封严板压窝成形工艺分析与优化设计

飞机封严板在敲制成形沉头窝孔后,表面出现不同程度的起皱变形问题,且难以消除.采用非线性有限元分析软件Dynaform对飞机封严板窝孔成形过程进行数值模拟.经研究分析发现,成形过程中由于封严板没有压边支撑,且成形方式过于粗糙剧烈,导致封严板起皱变形.针对这些问题制定了相应措施,改变以往的敲窝成形方法,发明了一种气动压窝器...     

1100-H14铝合金板冷冲锻成形过程的有限元模拟

金属板材冷冲锻成形是近年来发展起来的复合成形新技术,其特点是板材冲锻时不但完成零件形状的成形,还兼有局部结构的体积成形,如凸柱成形.针对带有凸柱的散热板基座,通过对1100-H14铝合金板材冷冲锻成形有限元模拟,探讨坯料厚度、坯料形状、摩擦因数及模具结构对凸柱成形的影响规律.结果表明:坯料越厚,越有利于凸柱成形;摩擦因数越大,越有利于凸柱成形;圆形坯料形状及带有背压的模具结构有利于凸柱成形.模拟结果与实验结果吻合.