5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究

发布时间：2017-07-29 20:17

  本文关键词：5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究

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【摘要】：运载火箭推进剂贮箱的箱底形状通常为椭球曲面,其制造路径主要是先成形出瓜瓣件,再拼焊成整体箱底。由于瓜瓣件成形精度低、回弹大,强制装配焊接容易产生高水平焊接残余应力,承压能力差、可靠性低。因此,通过充液拉深技术成形整体箱底是提高可靠性的有效途径。对于超薄壁厚铝合金椭球形曲面箱底件,由于厚径比小、抗失稳能力差,通过单独提高充液室压力增加径向拉应力,容易导致悬空区发生破裂,切向压应力作用下的悬空区失稳起皱无法克服。为了解决此类超大尺寸、超薄壁厚的复杂曲面存在的起皱难题,本课题提出了双层板充液拉深成形方法。通过数值模拟和实验结合的方法对5A06铝合金双层板充液拉深变形机理和缺陷机制进行深入研究。利用静力隐式软件MSC.Marc2011分析不同厚度的5A06铝合金板料在单层板、双层板不同成形方法以及不同液压加载路径条件下的成形效果,分析板料在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、成形过程中的摩擦应力状态以及应变规律。通过实验进一步验证双层板充液拉深成形薄壁复杂曲面件的可行性,同时分析成形件在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、纵向回弹规律以及局部典型区域的应变规律。最后,得出不同成形方法、不同液压加载路径对板料成形效果的影响规律,并总结出不同厚度的5A06铝合金板料零件的成形条件。
【关键词】：5A06铝合金 充液拉深 椭球曲面 双层板 起皱 壁厚分布
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 板料充液拉深成形的基本原理及特点8-10
• 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析10-12
• 1.3.1 充液拉深技术的研究进展10-11
• 1.3.2 贮箱箱底整体成形技术研究现状11-12
• 1.4 课题研究的目的和意义12-13
• 1.5 本课题的主要研究工作13-14
• 第2章 试件与研究方案14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 5A06 铝合金板料的力学性能测试14-17
• 2.2.1 拉伸试样尺寸及实验设备14-15
• 2.2.2 拉伸试验数据处理及材料力学性能参数15-17
• 2.3 试件和模具尺寸17-18
• 2.4 5A06 铝合金双层板充液拉深研究方案18-19
• 2.4.1 数值模拟方案18-19
• 2.4.2 实验研究方案19
• 2.5 双层板充液拉深过程中的重要参数分析19-25
• 2.5.1 液室压力加载路径理论分析19-21
• 2.5.2 法兰区压边力理论分析21-23
• 2.5.3 上层辅助板作用分析23
• 2.5.4 成形过程中摩擦矢量分析和假设23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 双层板充液拉深成形数值模拟26-63
• 3.1 引言26
• 3.2 数值模拟软件的选择26-27
• 3.3 数值模拟模型27
• 3.4 液压加载路径对单层板成形的影响27-39
• 3.4.1 厚度为 1.0mm的铝合金单层板成形27-34
• 3.4.2 厚度为 0.8mm的铝合金单层板成形34-39
• 3.5 上层板厚度对下层板成形的影响39-45
• 3.6 液压加载路径对双层板成形的影响45-57
• 3.6.1 下层板厚度为 1.0mm的铝合金双层板成形45-51
• 3.6.2 下层板厚度为 0.8mm的铝合金双层板成形51-57
• 3.7 单层板、双层板成形效果对比57-62
• 3.8 本章小结62-63
• 第4章 双层板充液拉深成形实验研究63-86
• 4.1 引言63
• 4.2 充液拉深设备及模具63-64
• 4.2.1 实验设备63-64
• 4.2.2 实验模具64
• 4.3 实验方案64-65
• 4.4 单层辅助板成形分析65-66
• 4.5 拉深成形试件失稳起皱分析66-73
• 4.5.1 测量方法66
• 4.5.2 厚度 1.0mm板料的拉深成形66-69
• 4.5.3 厚度 0.8mm板料的拉深成形69-72
• 4.5.4 厚度为 0.5mm板料的拉深成形72-73
• 4.6 拉深成形试件壁厚分析73-78
• 4.6.1 测量方法73-74
• 4.6.2 厚度 1.0mm板料的拉深成形74-75
• 4.6.3 厚度 0.8mm板料的拉深成形75-77
• 4.6.4 厚度 0.5mm板料的拉深成形77-78
• 4.7 拉深成形件回弹分析78-80
• 4.7.1 测量方法78-79
• 4.7.2 不同厚度板料拉深成形试件回弹结果79-80
• 4.8 拉深成形试件应变分析80-84
• 4.8.1 分析方法80-81
• 4.8.2 应变分析结果81-84
• 4.9 本章小结84-86
• 结论86-88
• 参考文献88-93
• 致谢93

【参考文献】

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本文编号：590914