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《吉林大学》 2018年
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铝合金整体壁板多点成形韧性断裂模拟研究

崔琪  
【摘要】:铝合金整体壁板因具有重量轻、比强度高、刚性好的优点,成为现代飞机和高速飞行器广泛使用的一类轻量化承载零件,其成形质量是衡量航空技术水平的重要标志之一。目前工业生产中通常采用增量压弯、时效蠕变、喷丸等方式成形整体壁板,加工生产周期长、成形精度不好保证。作为一种柔性成形方法,多点成形用于铝合金整体壁板成形是一种有意义的探索。在多点对压成形铝合金整体壁板过程中,变形量较大时腹板和筋条会发生开裂,导致整块板坯报废。本文旨在研究铝合金整体壁板多点压弯成形中筋条、腹板断裂的预测问题,探索抑制断裂的措施。本文的主要研究内容和结论如下:1.不同应力状态的铝合金韧性断裂预测选用可表征壁板成形中拉伸和剪切效应的韧性断裂准则。通过对比分析确定以应力三轴度作为材料应力状态的表征参数,设计了四类具有不同缺口尺寸的拉伸试样,分析了各试样断裂区域的应力三轴度变化情况。运用韧性断裂准则预测了不同试样的断裂位置以及标距段断裂位移,并与单向拉伸试验结果对比,结果表明韧性断裂准则在整个拉剪应力范围内预测准确。2.典型筋条结构试件的多点成形断裂预测建立了I型、T型、十字型、平行和井字型筋条试件的多点压弯成形有限元模型。运用韧性断裂准则对五种筋条试件的断裂行为进行预测,并进行了多点压弯试验,对比分析结果显示预测的试件断裂位置与试验基本一致,启裂时刻对应的上模临界下压量与试验相比,误差在10%以内。基于韧性断裂机制与应力三轴度的演化历程,分析了不同形式筋条断裂的主导因素,结果表明,I型和十字型筋条为拉伸作用主导的断裂,T型、平行和井字型筋条为剪切作用主导的断裂。3.筋条试件断裂抑制方法研究以I型、T型、十字型、平行和井字型筋条试件为例,探讨了填料种类和变形量对断裂的影响规律。变形量过大,五种筋条试件都产生断裂,无法一次成形。针对上述问题,采用多道次多点成形和连续加载成形方式。结果表明,成形道次越多,试件越不易发生断裂,但加工硬化现象严重;与等差半径路径成形相比,采用等差曲率路径成形的试件韧性断裂准则积分值较小;采用上、下冲头路径可调的连续加载成形方式,可以最大程度降低裂纹出现的几率和延缓启裂时刻。4.成形参数对整体壁板断裂的影响利用有限元数值模拟分析了成形方式、冲头尺寸、冲头排布方式等成形参数对整体壁板多点压弯成形断裂的影响。结果表明,多点压弯成形方式可分散集中载荷,减小整体壁板出现断裂的几率;冲头尺寸越小,整体壁板越不易发生断裂,启裂时刻越向后推迟;采用上、下冲头交错排列的非对称多点模具排布方式,可降低韧性断裂准则积分值,提高壁板成形质量。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG146.21

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申世军;陆皓;倪勇军;齐海雁;陆海滨;;2219铝合金网格壁板增量成形有限元仿真[J];塑性工程学报;2014年02期
2 吉先武;成文曼;李伟东;;某型飞机整体壁板设计[J];科技与企业;2013年14期
3 黄建科;董湘怀;;金属韧性断裂准则的数值模拟和试验研究[J];材料科学与工艺;2010年04期
4 赵柏森;王怀建;李海峰;;金属塑性成形工艺有限元数值模拟技术[J];热加工工艺;2010年07期
5 胡莉巾;詹梅;黄亮;杨合;;采用韧性断裂准则预测分形旋压径向开裂[J];塑性工程学报;2009年03期
6 岳峰丽;刘劲松;张士宏;曾元松;;网格式整体壁板增量弯曲工艺知识库研究[J];材料科学与工艺;2008年03期
7 曾元松;黄遐;;大型整体壁板成形技术[J];航空学报;2008年03期
8 王秀凤;郭晓丽;陈光南;Jürgen Silvanus;;整体壁板成形评述[J];现代制造技术与装备;2008年03期
9 岳峰丽;刘劲松;;I形筋条结构件增量弯曲力学分析[J];沈阳理工大学学报;2007年05期
10 马凯;李智慧;汤安民;;金属材料断裂与应力状态参数的关系[J];西安理工大学学报;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 景峥;韧性断裂理论研究及其工程应用[D];中国科学技术大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈学文;朱美玲;孙乐民;;42CrMo高温塑性损伤机理及损伤模型[J];塑性工程学报;2015年06期
2 刘大海;谢永鑫;黎俊初;宗崇文;;7075铝合金蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响[J];机械工程材料;2015年12期
3 杨晓雅;何岸;张海龙;王西涛;;核电用316LN奥氏体不锈钢延性断裂阈值研究[J];热加工工艺;2015年21期
4 黄舟;黄海;;六自由度振动台台体结构优化设计研究[J];航天器环境工程;2015年05期
5 陶杰;李华冠;潘蕾;胡玉冰;;纤维金属层板的研究与发展趋势[J];南京航空航天大学学报;2015年05期
6 廖凯;刘义鹏;常星宇;;加工应力对铝合金薄壁框架件的弯曲形变影响[J];轻合金加工技术;2015年09期
7 邹方利;黄尚宇;雷雨;周梦成;郑淇;;加载条件对铝板电磁局部成形的影响[J];塑性工程学报;2015年04期
8 诸楠;赵震;庄新村;;一种考虑剪切作用机制的Johnson-Cook断裂准则[J];锻压技术;2015年08期
9 蔡斐;葛建平;;《航空学报》50年[J];航空学报;2015年08期
10 陆栋;张乐;蒲世翱;权国政;;304不锈钢锥形件旋压成形工艺参数对损伤的影响[J];热加工工艺;2015年11期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于登云;赖松柏;陈同祥;;大型空间站整体壁板结构技术进展[J];中国空间科学技术;2011年05期
2 刘强;;航空航天高效数控加工技术[J];现代制造;2010年47期
3 程秀全;张建荣;;喷丸成形技术在民航领域的应用[J];锻压装备与制造技术;2007年04期
4 李鹰;季秀升;;壁板时效成形技术研究[J];辽宁经济;2007年06期
5 曾元松;尚建勤;许春林;乔明杰;王俊彪;董锦亮;;ARJ21飞机大型超临界机翼整体壁板喷丸成形技术[J];航空制造技术;2007年03期
6 胡凯征;吴建军;王涛;敖志强;;基于温度场的喷丸成形数值模拟及参数优化[J];中国机械工程;2007年03期
7 程秀全;夏琴香;;工艺参数对三维非轴对称管件缩径旋压成形的影响[J];现代制造工程;2006年12期
8 赵长喜;李继霞;;航天器整体壁板结构制造技术[J];航天制造技术;2006年04期
9 胡凯征;吴建军;王涛;敖志强;;板加筋壁板零件的喷丸成形数值模拟与工艺优化[J];锻压装备与制造技术;2006年03期
10 姜年祥;刘劲松;曾元松;邓子玉;张海渠;张士宏;;网格式整体壁板自适应增量压弯预测[J];沈阳理工大学学报;2006年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吉先武;成文曼;李伟东;;某型飞机整体壁板设计[J];科技与企业;2013年14期
2 兰芝芳;水轰五飞机大型整体壁板的设计与制造[J];航空学报;1989年08期
3 阳波;苟文博;赖丽珍;陈金平;张耀祥;;大型整体壁板展开技术研究[J];机械制造;2017年01期
4 陈金平;党建卫;;大型双曲率高筋整体壁板展开关键问题分析[J];航空制造技术;2015年Z1期
5 彭春雷;;基于ANSYS的典型加筋整体壁板的优化设计[J];中国高新技术企业;2011年22期
6 彭春雷;吴雪飞;;典型加筋整体壁板的优化设计[J];机械研究与应用;2007年02期
7 肖寒;刘劲松;程明;张士宏;张兴国;;铝合金整体壁板橡胶填料辅助滚弯成形试验研究[J];轻合金加工技术;2009年06期
8 刘静安;浅论铝合金整体壁板的挤压工艺方案[J];轻合金加工技术;1984年09期
9 于芳芳;郑国磊;陈树林;杜宝瑞;初宏震;;飞机整体壁板智能数控编程系统[J];航空制造技术;2008年23期
10 曹庚顺,胡春晓,黄永坚;俄罗斯飞机整体壁板成形技术[J];航空科学技术;1995年06期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 刘全坤;王匀;王雷刚;李燕;;整体壁板挤压模的应力分析和提高强度的相应措施[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
2 林瑜华;;大厚度网络状机翼整体壁板成形制造技术新探[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
3 杨晓飞;方静;;双曲度高筋条整体壁板展开常见问题分析[A];第十届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2013年
4 莫建虎;李落星;李光耀;钟志华;;大型整体壁板和空心薄壁铝型材挤压模具设计关键技术[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
5 冷传良;;整体壁板类零件面向制造设计方法的探索[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年
6 曾元松;;大型整体壁板成形技术[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 王俊彪;刘中凯;张贤杰;;大型机翼整体壁板时效应力松弛成形技术[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 谭志廷 吴丹;曾元松:整体壁板成形攻坚带头人[N];中国航空报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙为民;民机机身结构稳定性和水上迫降分析与应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔琪;铝合金整体壁板多点成形韧性断裂模拟研究[D];吉林大学;2018年
2 李靖;7B04铝合金整体壁板多点压弯成形的失稳研究[D];吉林大学;2017年
3 李现坤;基于数字化测量的复材整体壁板定位技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
4 廖智奇;机翼整体壁板裂尖应力场及其胶接修补研究[D];中南大学;2014年
5 董亚南;铝合金整体壁板多点对压成形的裂纹预测与控制[D];吉林大学;2016年
6 张国利;T型整体壁板制件RFI工艺与性能的研究[D];天津工业大学;2003年
7 郑辉洲;机身整体壁板结构分析[D];南京航空航天大学;2007年
8 周伟江;整体壁板阶梯搭接形式的疲劳断裂力学分析[D];西北工业大学;2007年
9 张智锋;2219铝合金整体壁板滚弯成形数值模拟[D];天津大学;2014年
10 彭春雷;新型机外翼主体上壁板的优化设计[D];石河子大学;2007年
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