不锈钢带材双轴柔性滚弯实验及仿真研究

发布时间：2017-10-24 08:14

  本文关键词：不锈钢带材双轴柔性滚弯实验及仿真研究

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【摘要】：开缝衬套冷挤压强化是强化飞机紧固孔的重要技术,开缝衬套是该技术的关键。目前国内对开缝衬套的制备技术研究还很匮乏,如制备材料单一性、带材厚度单一性等。因此,为拓宽开缝衬套制备技术领域,本文基于双轴柔性滚弯成形原理,仿真研究与实验分析相结合,旨在探索301型不锈钢带材的滚弯成形规律(原有材料为07Cr15Ni7Mo2Al型不锈钢),主要工作成果如下:1.通过301型不锈钢带材拉伸试验,得出不同厚度下的3/4硬301型不锈钢带材和全硬301型不锈钢带材的拉伸应力-应变曲线。2.利用301型不锈钢带材的拉伸应力-应变曲线数据,进行全硬、3/4硬301型不锈钢带材以及07Cr15Ni7Mo2Al型不锈钢带材的滚弯成形过程对比仿真,得出的结论为:在制备小直径开缝衬套时,全硬301型不锈钢带材难度最大;3/4硬301型不锈钢次之;07Cr15Ni7Mo2Al型不锈钢带材难度最小。3.采用正交设计法,开展3/4硬301型不锈钢在带材厚度、弹性轮外径、刚性轴挤压量三因素三水平下的滚弯成形过程仿真。仿真结果显示:3/4硬301型不锈钢带材在带材厚度为0.4mm、弹性轮外径为120mm、刚性轴挤压量为5mm时,越容易制备更小直径的开缝衬套。4.开展3/4硬和全硬型301不锈钢带材双轴柔性滚弯成形实验,分别研究了其制备大直径和小直径直筒开缝衬套的滚弯成形规律,实验结果显示:该材料制备出的直筒开缝衬套成形较好。5.通过金相实验和SEM观测了三种不锈钢试样的微观组织,进行EDS分析确定其元素组成,此外还进行了显微硬度测定。主要结论有:三种带材塑性和强度兼具,因此滚弯成形效果都很好;在制备小直径衬套时应考虑到不锈钢带材的硬度,在满足要求的情况下优先选用硬度低的材料。
【关键词】：不锈钢带材 开缝衬套 双轴柔性滚弯 正交设计 微观组织分析
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 冷挤压强化技术简介13-15
• 1.1.1 冷挤压强化技术原理13-14
• 1.1.2 冷挤压强化技术分类14-15
• 1.2 开缝衬套简介15-19
• 1.2.1 开缝衬套的外形特征15-16
• 1.2.2 开缝衬套的制备方法16-18
• 1.2.3 开缝衬套制备工艺研究现状18-19
• 1.3 开缝衬套冷挤压强化技术研究现状19-21
• 1.4 不锈钢带材简介21-22
• 1.4.1 不锈钢的分类21
• 1.4.2 开缝衬套使用的不锈钢带材21-22
• 1.5 双轴柔性滚弯成形过程仿真的研究现状22-23
• 1.5.1 双轴柔性滚弯成形仿真的重要性22-23
• 1.5.2 国内双轴柔性滚弯成形仿真的发展23
• 1.6 论文的研究意义及研究内容23-25
• 1.6.1 研究意义23-24
• 1.6.2 主要研究内容24-25
• 第二章 不锈钢带材双轴柔性滚弯成形过程仿真25-41
• 2.1 301型不锈钢带材拉伸试验25-30
• 2.1.1 实验设备25-27
• 2.1.1.1 拉伸试样25-26
• 2.1.1.2 电子万能试验机26-27
• 2.1.2 带材拉伸试验27-30
• 2.2 有限元模型30-34
• 2.2.1 几何模型建立30-32
• 2.2.1.1 弹性轮几何模型30-31
• 2.2.1.2 刚性轴几何模型31
• 2.2.1.3 不锈钢带材几何模型31-32
• 2.2.2 接触和边界条件定义32-34
• 2.2.2.1 边界条件32-33
• 2.2.2.2 接触定义33-34
• 2.2.3 模型网格划分34
• 2.3 有限元模型验证34-36
• 2.4 不锈钢带材滚弯成形过程仿真对比36-37
• 2.5 301型不锈钢带材滚弯成形过程仿真正交设计37-39
• 2.6 本章小结39-41
• 第三章 不锈钢带材双轴柔性滚弯成形实验41-57
• 3.1 衬套制备设备及制备41-43
• 3.1.2 制备设备介绍41-42
• 3.1.3 制备原理及步骤42-43
• 3.1.3.1 制备原理42-43
• 3.1.3.2 制备步骤43
• 3.2 301不锈钢带材滚弯成形实验43-51
• 3.2.1 3/4硬301不锈钢带材制备大直径直筒开缝衬套43-48
• 3.2.2 全硬301不锈钢带材制备大直径直筒开缝衬套48-50
• 3.2.3 全硬301不锈钢带材制备小直径直筒开缝衬套50-51
• 3.3 衬套直径测量51
• 3.4 衬套成形结果分析51-56
• 3.4.1 衬套成形规律53-54
• 3.4.2 衬套质量评价54
• 3.4.3 衬套成形缺陷54-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 不锈钢带材微观组织分析57-67
• 4.1 不锈钢的组织简介57
• 4.2 分析方法介绍57-58
• 4.2.1 金相技术57-58
• 4.2.2 SEM-EDS技术58
• 4.2.3 显微硬度测定58
• 4.3 金相实验58-61
• 4.3.1 实验目的58
• 4.3.2 实验器材58-59
• 4.3.3 金相试样制备59
• 4.3.4 金相分析59-61
• 4.4 不锈钢带材SEM微观组织分析61-62
• 4.5 不锈钢带材EDS元素分析62-64
• 4.6 显微硬度测定64-65
• 4.7 本章小结65-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 总结67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文74

【参考文献】

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本文编号：1087858