30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压技术研究

发布时间：2021-07-22 01:43

　　随着科技水平的不断进步,航天技术水平日渐成为一个国家综合国力的标志,我国于2015年提出《中国制造2025》明确指出未来十年要着力研发大型运载火箭、重型运载器,提升进入空间能力。大直径筒形发动机壳体是大型、重型运载火箭的重要组成部件,一般采用对轮旋压技术成形,该技术可成形一定直径范围内的任意直径筒形件,节省了一系列相近尺寸芯模的制造工装成本,提高了柔性制造水平。目前国外已将对轮旋压技术成功应用到航天领域,欧洲阿里安5号火箭助推器壳体的制造以及美国战神火箭固体火箭发动机的壳体制造均采用此技术,但国内对轮旋压技术研究多关于轻质合金或小直径筒形件,未见大直径高强度钢筒形件对轮旋压的研究,因此开展大直径高强度钢筒形件对轮旋压数值模拟与工艺试验对我国大型运载火箭研制具有重要意义。本文首先研究了高强度钢30CrMnSiA材料性能,通过开展热处理试验研究普通退火与等温球化退火对30CrMnSiA金相组织及力学性能的影响,在此基础上开展筒形件的可旋性试验研究,对比得出等温球化退火下30CrMnSiA力学性能、可旋性能最佳,故本文的筒形件毛坯均采用等温球化处理,以便开展后续的对轮旋压试验。随后基于有限元... 

【文章来源】：航天动力技术研究院陕西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 对轮旋压技术概述
    1.3 对轮旋压技术国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 人工神经网络在旋压成形中的应用
    1.5 本文研究内容及章节安排
2 30CrMnSiA材料性能研究
    2.1 引言
    2.2 旋压毛坯组织性能研究
        2.2.1 试验方案
        2.2.2 普通退火对30CrMnSiA材料性能的影响规律
        2.2.3 等温球化退火对30CrMnSiA材料性能的影响规律
    2.3 热处理工艺对毛坯旋压性能的影响
        2.3.1 试验方案
        2.3.2 试验结果分析
    2.4 本章小结
3 30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压过程的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 三维有限元模拟理论基础
        3.2.1 材料的弹塑性行为描述
        3.2.2 非线性问题的有限元法
        3.2.3 弹塑性有限元求解列式
        3.2.4 对轮旋压的有限元计算方法
    3.3 对轮旋压有限元模型的建立及方案确定
        3.3.1 对轮旋压筒形件基本尺寸
        3.3.2 对轮旋压有限元模型的建立
        3.3.3 对轮旋压数值模拟工艺参数的选取
        3.3.4 对轮旋压数值模拟方案
    3.4 对轮旋压有限元模拟结果与分析
        3.4.1 旋压参数对成形精度及旋压力的影响规律
        3.4.2 最优旋压参数的选取
        3.4.3 旋压加工过程中的应力变化规律
    3.5 本章小结
4 30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压成形误差预测
    4.1 引言
    4.2 BP神经网络的理论基础和设计方案
        4.2.1 BP神经网络理论基础
        4.2.2 BP神经网络训练步骤
    4.3 BP神经网络的构建及对成形误差的预测
        4.3.1 成形误差预测方法概述
        4.3.2 BP神经网络的构建
        4.3.3 成形精度的预测
    4.4 本章小结
5 30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压工艺试验
    5.1 毛坯结构设计
    5.2 对轮旋压工艺试验
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验方案
    5.3 对轮旋压工艺试验结果分析
        5.3.1 成形误差和旋压力的测量方法
        5.3.2 进给比对成形质量及旋压力的影响
        5.3.3 减薄率对旋压力成形质量的影响
        5.3.4 数值模拟工艺参数的验证
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 贡献点与创新点
    6.3 进一步开展的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]液压仿形旋压机控制系统[J]. 杨绍忠.  自动化与信息工程. 2020(02)



本文编号：3296187