飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺关键技术研究
发布时间：2021-04-14 14:27
在飞机蒙皮拉伸成形的过程中,板料内部会产生不同的应力,导致零件厚度分布不均匀;成形结束后,部分应力会留在内部,形成残余应力,导致零件产生较大的回弹,回弹量过大是蒙皮最主要的问题。这些缺陷会严重影响零件的使用质量。为了解决上述问题,本文提出了一种飞机蒙皮振动辅助拉伸成形的新工艺,主要内容如下:1.结合振动减小残余应力的机理,提出了振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的原理;通过理论探索,确定了振动辅助拉形工艺参数的选择范围;给出了辅助拉伸成形的振动施加方法;2.设计了一种振动辅助拉伸成形的实验装置,重点介绍了主要组成结构部分,对主要结构进行了强度校核;对机身进行了模态分析,探究了机身固有频率与施加的频率是否会产生共振问题;给出了液压系统原理图;结合模态分析法再次对机身进行了轻量化的设计。3.建立了振动辅助拉形的有限元模型;完成了AA2024材料的拉伸成形和回弹的有限元分析过程,得到了全程振动下蒙皮的成形极限图、厚度减薄率以及回弹量;探究了全程振动辅助拉形在成形性、厚度减薄率、回弹方面对蒙皮零件具体的影响;确定了全程振动下效果最佳的工艺参数。4.建立了阶段振动的拉伸成形、回弹仿真模型;研究了在特定频率...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉伸成形技术Fig.1.1Sretchformingtechnology
中回弹过大缺陷是飞机蒙皮最主要的问题。2.4.2 飞机蒙皮缺陷原因分析本文以单曲度飞机蒙皮为研究对象。如图2.1所示，飞机蒙皮在拉伸成形过程中，先是模具顶端与板料接触，如图2.1（a）所示,然后板料渐渐包覆模具，直到最终成形，如图2.1（b）所示。
图 2.2 残余应力产生示意图Fig.2.2 Schematic diagram of leading to the residual stress动辅助拉伸成形工艺原理们已经知道，拉伸成形时模具与板料之间一种存在的相当大的摩擦部分变形情况不一致，各区域塑性变形与弹性变形相互影响，导致致。此外，成形后工件上残留的应力导致了蒙皮产生较大的回弹量。因此蒙皮零件缺陷问题最本质的原因就是塑性变形的不均匀，即变形部分与未发生塑性变形部分相互牵制而形成的弹性应力场。这在成形过程结束后残留下来成为残余应力。而施加振动就是要消除场，使得塑性变形更加均匀。振动辅助成形的机理材料力学领域，有学者曾经做过这样一个经典的实验：在材料试验复施以变幅度且逐渐递增的载荷，之后记录每施加一次后试件本身现屈服点的应力值逐次增加，其拉伸应力应变曲线示意图如图2.3所
【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析[J]. 柏玲磊,陈梁玉,赵坤民. 锻压技术. 2017(11)
[2]超声波振动辅助精冲成形工艺研究[J]. 程涛,刘艳雄,华林. 锻压技术. 2016(04)
[3]锰和硼结合振动对再生铝组织和力学性能的影响[J]. 谭喜平,宋东福,郑开宏. 稀有金属. 2015(12)
[4]航天用铝合金蒙皮拉形工艺研究[J]. 晋坤,孙秀京,尹苹,付杨,孙震,王存,马超,毛爱群. 锻压技术. 2015(08)
[5]蒙皮拉伸成形装备及其数值模拟研究[J]. 王强,吴建军,张深,王苞. 航空制造技术. 2014(10)
[6]超声振动对轻合金塑性压缩变形过程的影响[J]. 温彤,陈霞. 机械科学与技术. 2013(02)
[7]国外航空钣金专用制造技术与装备发展[J]. 李小强,李东升,杜宝瑞. 航空制造技术. 2012(15)
[8]柔性离散夹钳拉形工艺的数值模拟[J]. 彭赫力,李明哲,付文智,冯朋晓. 吉林大学学报(工学版). 2012(03)
[9]蒙皮多点拉形过程中压痕的数值模拟及控制[J]. 陈志红,付文智,李明哲. 材料科学与工艺. 2010(06)
[10]柔性压辊拉形机原理及其数值模拟研究[J]. 茅梦云,何鑫华,李永丰,丛晓霜,付文智. 锻压技术. 2010(05)
博士论文
[1]多辊下压式柔性拉形过程及其数值模拟研究[D]. 张昊晗.吉林大学 2011
硕士论文
[1]拉延筋对拉深成形及回弹影响的关键技术研究[D]. 郭驿.合肥工业大学 2017
[2]超声振动辅助成形本构模型理论及实验研究[D]. 王家鹏.上海交通大学 2015
[3]振动消除残余应力机理分析及试验研究[D]. 芦亚萍.浙江大学 2002
本文编号：3137482
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉伸成形技术Fig.1.1Sretchformingtechnology
中回弹过大缺陷是飞机蒙皮最主要的问题。2.4.2 飞机蒙皮缺陷原因分析本文以单曲度飞机蒙皮为研究对象。如图2.1所示，飞机蒙皮在拉伸成形过程中，先是模具顶端与板料接触，如图2.1（a）所示,然后板料渐渐包覆模具，直到最终成形，如图2.1（b）所示。
图 2.2 残余应力产生示意图Fig.2.2 Schematic diagram of leading to the residual stress动辅助拉伸成形工艺原理们已经知道，拉伸成形时模具与板料之间一种存在的相当大的摩擦部分变形情况不一致，各区域塑性变形与弹性变形相互影响，导致致。此外，成形后工件上残留的应力导致了蒙皮产生较大的回弹量。因此蒙皮零件缺陷问题最本质的原因就是塑性变形的不均匀，即变形部分与未发生塑性变形部分相互牵制而形成的弹性应力场。这在成形过程结束后残留下来成为残余应力。而施加振动就是要消除场，使得塑性变形更加均匀。振动辅助成形的机理材料力学领域，有学者曾经做过这样一个经典的实验：在材料试验复施以变幅度且逐渐递增的载荷，之后记录每施加一次后试件本身现屈服点的应力值逐次增加，其拉伸应力应变曲线示意图如图2.3所
【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析[J]. 柏玲磊,陈梁玉,赵坤民. 锻压技术. 2017(11)
[2]超声波振动辅助精冲成形工艺研究[J]. 程涛,刘艳雄,华林. 锻压技术. 2016(04)
[3]锰和硼结合振动对再生铝组织和力学性能的影响[J]. 谭喜平,宋东福,郑开宏. 稀有金属. 2015(12)
[4]航天用铝合金蒙皮拉形工艺研究[J]. 晋坤,孙秀京,尹苹,付杨,孙震,王存,马超,毛爱群. 锻压技术. 2015(08)
[5]蒙皮拉伸成形装备及其数值模拟研究[J]. 王强,吴建军,张深,王苞. 航空制造技术. 2014(10)
[6]超声振动对轻合金塑性压缩变形过程的影响[J]. 温彤,陈霞. 机械科学与技术. 2013(02)
[7]国外航空钣金专用制造技术与装备发展[J]. 李小强,李东升,杜宝瑞. 航空制造技术. 2012(15)
[8]柔性离散夹钳拉形工艺的数值模拟[J]. 彭赫力,李明哲,付文智,冯朋晓. 吉林大学学报(工学版). 2012(03)
[9]蒙皮多点拉形过程中压痕的数值模拟及控制[J]. 陈志红,付文智,李明哲. 材料科学与工艺. 2010(06)
[10]柔性压辊拉形机原理及其数值模拟研究[J]. 茅梦云,何鑫华,李永丰,丛晓霜,付文智. 锻压技术. 2010(05)
博士论文
[1]多辊下压式柔性拉形过程及其数值模拟研究[D]. 张昊晗.吉林大学 2011
硕士论文
[1]拉延筋对拉深成形及回弹影响的关键技术研究[D]. 郭驿.合肥工业大学 2017
[2]超声振动辅助成形本构模型理论及实验研究[D]. 王家鹏.上海交通大学 2015
[3]振动消除残余应力机理分析及试验研究[D]. 芦亚萍.浙江大学 2002
本文编号：3137482
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