铝合金工业风扇叶片扭转成形工艺研究

发布时间：2019-09-19 20:04

【摘要】：随着机械零件向着轻量化、高性能的方向发展,加强筋式铝合金叶片在工业风扇中的应用越来越广泛。由于叶片几何形状比较复杂,内部常有多处加强筋结构,采用常规的扭转成形工艺方法容易产生回弹过大、失稳起皱等缺陷,上述问题增加了叶片扭转成形工艺的难度。所以开展对带加强筋的铝合金叶片整体扭转成形新技术的研究,是企业在生产领域的迫切需求。因此,本文以6061铝合金工业风扇叶片扭转成形为研究对象,针对企业在生产中存在的问题,展开了相关工艺技术的研究。通过6061铝合金常温力学性能试验测试,获得了材料的主要力学性能参数及本构方程,为后续的有限元分析提供了材料模型;进行6061铝合金高温应力松弛试验研究,分析了温度、初应力、预应变对应力松弛的影响,为应力松弛时效成形试验提供了合适的温度和时间参数范围;基于有限元模拟对扭转和先拉伸再扭转工艺方法的分析结果,证明单纯扭转的方法无法进入塑性状态,确定先预扭转再拉伸的成形工艺方案;根据有限元模拟结果确定的合适工艺方案及参数进行了叶片先扭转再拉伸成形的工艺验证试验,得到的叶片扭转回弹率与模拟结果存在差距;又设计了简便的预扭转弹性加载夹具,开展叶片预扭转应力松弛时效成形试验研究,分析不同时效成形温度及时间对叶片扭转角回弹的影响,确定了符合设计要求下的时效成形合适工艺参数。有限元模拟对6061铝合金叶片扭转成形工艺方案作出了正确评估,摈弃了单纯扭转的成形工艺,采取了先预扭转再拉伸的成形工艺方法,且经检测得到的叶片扭转角度基本符合设计要求;在预扭转的基础上提出了应力松弛时效成形工艺方法,通过控制时效温度及时间参数,最终得到的叶片扭转角度回弹小,而且叶片表面没有缺陷,加强筋无失稳现象出现。提出的上述工艺方法,已经成功应用于企业在铝合金工业风扇叶片扭转成形的工艺中,从而解决了企业在生产中的技术难题。
【图文】：

南京航空航天大学硕士学位论文第一章 绪论大空间通风和人员降温的完美解决方案，工业风扇（也称作工业工业厂房、物流仓储、候车室、展览馆、体育馆、商场超市等高。比起传统的制冷空调和小型的高速风机，工业风扇有无可比拟方位的地面覆盖和空气的立体循环，如图 1.1 所示为用于厂房散业风扇普遍覆盖面积大约在 1200~1400 平方米左右，直径在 30~更加合理、高效，在相同功率情况下降功效发挥最大化。

铝合金工业风扇叶片扭转成形工艺研究业风扇叶片的制造开发中。6061 铝合金作为其中的典型代表，是一种轻量化的材料，经过热理强化后具有中高强度，综合性能良好；其中加工性能良好，可以进行大的塑性变形，广泛用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，能够承受拉伸、模锻、深冲等大变形程的操作，，可加工成板、管、棒、型、线材和锻件。1.2 工业风扇叶片存在问题常见的工业风扇叶片普遍采用平直型叶片如图 1.2（a）所示，此类叶片采用整体空心加筋结构，其两端截面为流线型变截面，根据空气动力学的原理知，这样设计可将空气阻力降最低水平。整体空心结构中的直立加强筋将内部空心区域分割成减重空腔，这种设计在保证度和强度的同时，能够大幅度减轻叶片的重量，但这种叶片同时也存在的问题包括风扇的阻大、水平风场覆盖范围较小和中心区域无风的问题。所以新型工业风扇叶片被设计成具有一扭转角度的外形如图 1.2（b）所示，这样可以解决原来叶形在中心无风的问题，同时可以大改善沿高度方向的风场分布及扩大风场分布的高度[3-6]。
【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】：2017
【分类号】：TH43;TG306

【参考文献】

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本文编号：2538320