可展开结构波纹盘成形模具设计及工艺研究

发布时间：2021-08-17 23:24

　　波纹盘作为一种新型可展开结构,可以解决大型航天器结构不能以展开状态发射到太空中这一问题。本文通过调研国内外技术文献,研制可展开结构波纹盘,利用金属波纹储存弹性势能,发射升空后由气动展开。波纹盘由机加、焊接、数控渐进成形加工而成,其中波纹盘焊接、模具设计和数控渐进成形工艺为本文研究重点内容,研究了波纹盘锥形薄板微束等离子焊接工艺,数控渐进成形技术的基础理论与关键参数,开展波纹盘数控渐进成形实验。本文选择材料为塑性较好的304不锈钢薄板,厚度为0.2mm。首先对304不锈钢试件进行力学性能实验,包括拉伸试验和弯曲试验,了解其成形性能。然后利用微束等离子焊接工艺进行波纹盘锥形薄板坯料焊接,在调研文献的基础上,对试件进行试焊,探索最优焊接参数。微束等离子焊接设备包括AWS-200N焊机,水冷却系统和氩气瓶。为保证锥形薄板焊缝质量,设计并投产锥形薄板专用焊接工装,其中设计有背面保护气孔,水冷却通道保证焊缝质量。根据焊接试验参数进行锥形薄板焊接。通过观察焊缝质量,锥形薄板焊接试验获得圆满成功。随后进行波纹盘模具设计,依据波纹盘零件工艺分析确定模具材料,经理论分析确定凹模和成形工具头结构。本文应用平... 

【文章来源】：北华航天工业学院河北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2两结构单元连接的双曲面展开折叠结构

北华航天工业学院硕士学位论文3在单个波纹盘基础之上，如图1.3所示，由多个直径为300mm的波纹盘焊接后组成展开性能良好的可展开结构，可实现结构指定方向伸长。焊缝质量是可展开结构伸缩比的直接保证。焊接过程不允许对单个波纹盘结构热变形影响。要求多个波纹盘焊接质量满足II级要求。图1.3巴顿所研制的空间可展开壳体承力结构此外乌克兰巴顿研究所就展开过程进行动力学分析，如图1.4所示，获得服役振动情况下不同结构形式应力-应变云图分布，获得焊缝质量在展开过程受力作用下的应力分布。图1.4金属波纹可展开结构过程模拟如图1.5所示，巴顿焊接所研制的大型金属波纹可展开结构直径达3800mm,已成功应用于南极科学考察，作为物料储箱。图1.5大型金属波纹可展开壳体承力结构

北华航天工业学院硕士学位论文3在单个波纹盘基础之上，如图1.3所示，由多个直径为300mm的波纹盘焊接后组成展开性能良好的可展开结构，可实现结构指定方向伸长。焊缝质量是可展开结构伸缩比的直接保证。焊接过程不允许对单个波纹盘结构热变形影响。要求多个波纹盘焊接质量满足II级要求。图1.3巴顿所研制的空间可展开壳体承力结构此外乌克兰巴顿研究所就展开过程进行动力学分析，如图1.4所示，获得服役振动情况下不同结构形式应力-应变云图分布，获得焊缝质量在展开过程受力作用下的应力分布。图1.4金属波纹可展开结构过程模拟如图1.5所示，巴顿焊接所研制的大型金属波纹可展开结构直径达3800mm,已成功应用于南极科学考察，作为物料储箱。图1.5大型金属波纹可展开壳体承力结构


本文编号：3348711