收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

轻量化结构件弯曲成形工艺研究

肖寒  
【摘要】: 轻量化是航空航天、轨道交通等行业一直追求的目标。铝合金整体壁板和镁合金复杂截面型材作为典型的轻量化结构件,在运载火箭、导弹、飞机以及汽车交通领域有着广泛的使用价值。这些行业所用的轻量化结构件为了追求整体结构的优越性能和提高气动力外形,往往需要将其弯曲成形为一定曲率外形。但是这些轻量化结构件属于典型的多筋零部件,结构形式复杂,传统弯曲成形过程中容易产生多种缺陷且成形件的几何精度差。因此,开展轻量化结构件的先进弯曲成形工艺研究十分必要。本文在分析具体轻量化结构件的基础上,提出了铝合金整体壁板的机械铣-填料辅助滚弯成形工艺和镁合金型材的温热张力绕弯成形工艺,采用理论分析、有限元数值模拟和实验相结合的方法系统研究了填料滚弯成形工艺和张力绕弯成形工艺过程。本文的主要研究内容和结论如下: (1)研究整体壁板和型材的弯曲成形机理。系统分析整体壁板填料辅助滚弯的成形原理,分析了筋条内置和外置两种整体壁板筋条和蒙皮的力学状态、几何关系和回弹规律;研究镁合金型材温热张力绕弯成形原理,分析了型材内外侧不同特征位置的力学状态和回弹规律;理论分析为弯曲成形数学模型的建立提供了理论依据。 (2)采用单向拉伸试验获得材料的应力应变关系,基于MSC.Marc建立了铝合金整体壁板填料辅助滚弯成形的三维弹塑性有限元模型,分析了滚弯成形过程中整体壁板的应力应变变化和回弹规律,揭示了填料在滚弯成形过程中的机理。基于MSC.Marc建立了镁合金型材温热张力绕弯成形的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了绕弯成形过程中型材的应力应变、温度、回弹和几何尺寸的变化规律。 (3)研制滚弯成形装置,设计并开发了成形工艺参数的数据采集系统;自主研制橡胶和塑料填料,进行了填料辅助整体壁板的滚弯成形实验,研究了填料和工艺参数对整体壁板表面质量和几何精度的影响。结果表明:研制的填料满足了整体壁板滚弯成形的要求,填料改变了壁板的受力状态,使蒙皮产生均匀的塑性变形,提高了蒙皮和筋条的变形协调性。随着上辊压下量的增大,壁板弯曲半径减小。当压下量较小时,、随着压下量的增大,壁板弯曲半径急剧减小;当压下量较大时,随着压下量的增大,弯曲半径减小幅度降低;基于最小二乘法获得的经验公式表明,压下量与弯曲半径呈幂指数函数关系。 (4)研制镁合金型材温热张力绕弯成形装置,进行镁合金型材温热张力绕弯成形实验,分析成形温度、弯曲角度和预拉伸量对型材回弹角和几何精度的影响,将实验结果与模拟结果对比分析;采用光学显微镜、X射线衍射仪和EBSD技术系统分析型材的微观组织和织构演变。结果表明:模拟结果和实验结果基本吻合,工艺参数对回弹和几何尺寸变化的影响规律一致,模拟结果可以用于指导实验。微观组织和织构变化规律表明:温热弯曲成形过程中,大量孪晶出现,改变了晶粒的初始取向,协调了晶粒c轴的应变,提高了型材的塑性变形能力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张荣清;带浮动凸模的弯曲成形模[J];锻压机械;1997年06期
2 张荣清;带浮动凸模的弯曲成形模[J];模具工业;1998年01期
3 杨立军;党新安;葛正浩;;异形闭合件弯曲成形模的设计与制造[J];金属成形工艺;2003年04期
4 璩石领;小弯曲半径管坯的弯曲成形[J];机械工程与自动化;2004年03期
5 兰牟君;滚床加工超厚板的尺寸确定[J];航天制造技术;1987年03期
6 吕德金;斜形垫铁与螺旋机构在模具上的应用[J];模具工业;1991年07期
7 易通渊;;鞍形垫片级进模[J];现代制造工程;1992年06期
8 管延锦,季忠,王作成,栾贻国,孙胜;模切板刀片复合弯曲成形中的回弹研究[J];锻压技术;1999年05期
9 李明哲,苏世忠,陈庆敏,傅沛福;用有限元多晶体模型预测不同加载方式对板条多点弯曲成形的影响[J];吉林工业大学自然科学学报;2000年03期
10 张耀斌;宽厚比为0.5的Ti/Cu复合扁棒弯曲成形工艺研究[J];钛工业进展;2001年01期
11 王连硕;方管的弯曲成形工艺[J];CMET.锻压装备与制造技术;2003年05期
12 于丹;;厚材料的碳素结构钢弯曲成形模具设计[J];模具技术;2009年01期
13 王可胜;刘全坤;李文胜;;压缩空气在弯曲成形中的应用[J];模具技术;2009年04期
14 吴春冬;赵升吨;周红祥;龙鸣;;长梯形截面钢板弯曲成形工艺的数值模拟[J];精密成形工程;2011年02期
15 高忠江;;大直径钢管的冷压弯曲成形模[J];锻压技术;1991年02期
16 夏华;;夹扣的弯曲成形连续模[J];金属成形工艺;1997年03期
17 纪莲清,曹治金,张宗;高频焊接钢管机平轧辊设计[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);1998年04期
18 邓金亮;;金属管件在液压机上用模具弯曲成形方法[J];金属成形工艺;2002年02期
19 高广军;中厚板大圆弧弯曲工艺探讨[J];机械工人.热加工;2003年06期
20 董兰;田福祥;;双凸模弯曲模设计[J];模具制造;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 付宝连;张文汉;;弯曲成形薄板的回弹变分原理[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
2 余松敏;;金属薄板开槽弯曲成形技术与设备[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
3 苑世剑;滕步刚;;特大环形件成形与制造技术[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
4 付殿禹;蒋鹏;余光中;胡福荣;;铁路货车钩尾框锻造弯曲成形过程的数值模拟[A];第3届全国精密锻造学术研讨会论文集[C];2008年
5 张志伟;张卿卿;唐鼎;李大永;彭颖红;;基于CAE的平行流换热器无模成形工艺开发[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
6 何玉忠;张彬;;槽钢类非中心对称截面零件的弯曲成形及在矿山机械中的应用[A];三门峡市第四届自然科学论文集(2002-2004)[C];2004年
7 霍春梅;周杰;阳德森;;激光拼焊板U形件弯曲回弹规律的研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
8 张永康;周明;周建忠;许友谊;;激光冲击成形新概念[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 宋江腾;臧勇;崔福龙;崔丽红;;铝合金型材压弯过程应力应变规律的有限元分析[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
10 滕步刚;苑世剑;;新成形工艺在风洞建造中的应用[A];中国钢结构协会钢结构焊接分会成立二十周年大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖寒;轻量化结构件弯曲成形工艺研究[D];大连理工大学;2010年
2 刘启骞;型材多点弯曲中的成形缺陷及其抑制方法的数值模拟研究[D];吉林大学;2011年
3 吴文云;AZ31和AM30镁合金管材弯曲成形及变形机理研究[D];上海交通大学;2010年
4 鲍益东;汽车车身部件一步逆成形有限元法与碰撞仿真研究[D];吉林大学;2004年
5 李河宗;微弯曲成形中应变梯度硬化效应的研究[D];上海交通大学;2011年
6 赵辉;木材压缩弯曲理论及其设备研究[D];东北林业大学;2007年
7 苏春建;多角单次弯曲件回弹规律及智能化控制技术的研究[D];燕山大学;2008年
8 高颖;大口径直缝焊管JCO成形过程理论分析与计算机仿真[D];燕山大学;2011年
9 李建;大口径直缝埋弧焊管JCO成形智能化控制技术的研究[D];燕山大学;2009年
10 武文斌;金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志文;车身用复杂铝合金型材弯曲成形工艺及回弹控制研究[D];湖南大学;2012年
2 樊建军;基于Dynaform的金属圆管弯曲成形模拟研究[D];兰州交通大学;2013年
3 李鑫;固体颗粒介质的弯曲成形新工艺研究[D];沈阳航空航天大学;2011年
4 柳笛;薄壁管内推弯曲成形的液压系统设计[D];东北大学;2012年
5 白梅杉;汽车用铝型材弯曲成形特性研究[D];上海交通大学;2013年
6 车明;薄壁管弯曲成形质量分析及工艺参数优化研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
7 赵海英;弯曲成形智能化控制中材料参数的实时识别[D];燕山大学;2003年
8 肖同妹;大口径等壁厚弯头非稳态弯曲成形数值模拟与工艺优化[D];天津理工大学;2011年
9 张原坤;材料变形过程的数值仿真与新型弯曲装置试验研究[D];吉林大学;2012年
10 李世明;高强度钢板多边形结构件弯曲成形回弹与控制的基础研究[D];重庆理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 汤浩桢;加强对饮水机内胆监管[N];联合时报;2007年
2 芳闻;极具竞争优势的日本纺织业[N];中国纺织报;2008年
3 杨光华;资产重组做足资源整合的文章[N];中国工业报;2003年
4 ;日本汽车用高强度热轧板的性能和应用(一)[N];世界金属导报;2003年
5 周宾;我国金属板材业发展趋势逐渐明朗[N];中国建设报;2005年
6 刘建;模切刀刀模的选择[N];中国包装报;2009年
7 本报记者 曾江;亦正亦邪洛阳铲:另类的“非物质文化遗产”?[N];中国社会科学报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978