飞机橡皮囊成形钣金零件毛坯预示系统开发

<正>基于一步逆成形有限元法的橡皮囊成形初始毛坯设计系统RBSE可以快速准确地预示出橡皮囊成形钣金件所需的毛坯外形,指引下料,有效减少实际生产中手工修整量,缩短生产周期,提高效率。构成飞机产品外形、结构和内装的主要零件基本都是钣金件,其形状复杂、质量控制严格,且对成形后的零件有明确的力学性能和物理性能的要求,所以加工较为困难。目前,航空工业主要采用橡皮囊成形方法来成形钣金件。这是由于橡皮囊成形中利用橡皮作为弹性凸模,用高压液体作为传压介质,在压     

钣金零件橡皮囊液压成形技术研究和应用现状

橡皮囊液压成形是钣金成形的主要方法之一,在飞机上有大量橡皮囊液压成形的钣金零件。橡皮囊液压成形工艺制造水平的提升,能大幅提高钣金零件的表面质量和疲劳寿命,从而改善飞机的整体性能。针对国内外橡皮囊液压成形工艺的研究现状进行总结,介绍了橡皮囊液压成形工艺的特点及应用领域,重点从钣金材料成形性能及工艺参数、成形缺陷、有限元仿真建模等方面综述了橡皮囊液压成形工艺的相关研究成果,对今后开展橡皮囊液压成形技术研究提供指导。     

基于宏模板技术的橡皮囊成形仿真研究

橡皮囊成形是飞机钣金件的一种重要成形工艺方法。有限元数值模拟技术越来越多地被用于分析板料成形过程中可能存在的问题。本文针对目前大多数有限元软件没有针对橡皮囊成形模块的现状,基于橡皮囊成形工艺,应用PAM-STAMP 2G软件提供的开发宏模板的功能,以一个典型的钛合金钣金零件为例,研究钛合金钣金零件橡皮囊成形仿真技术,为飞机钛合金钣金零件的橡皮囊成形设计和生产提供依据。     

飞机框肋零件橡皮囊液压成形回弹研究综述木

回弹是影响飞机框肋零件成形质量的主要因素之一,通过分析影响框肋零件回弹的主要因素,对框肋零件橡皮囊液压成形工艺的回弹预测及控制研究情况做了综述,并将预测方法归类为解析法、有限元法、人工神经网络法和试验法4种,最后总结分析了框肋零件橡皮囊成形零件回弹控制方法的发展方向.     

飞机框肋零件橡皮囊液压成形回弹研究综述

回弹是影响飞机框肋零件成形质量的主要因素之一,通过分析影响框肋零件回弹的主要因素,对框肋零件橡皮囊液压成形工艺的回弹预测及控制研究情况做了综述,并将预测方法归类为解析法、有限元法、人工神经网络法和试验法4种,最后总结分析了框肋零件橡皮囊成形零件回弹控制方法的发展方向.     

基于解耦计算的多步快速成形有限元法

钣金零件是构成飞机机体和汽车车身的重要零部件。为缩短钣金件的生产周期,将有限元法用于零件设计初期评估零件的可制造性。为提高现有板料成形有限元法的计算效率,同时保证模拟精度,在一步快速成形有限元法的理论基础上,研究多步快速成形有限元法,通过引入中间构形的方式来考虑板料成形过程中加载路径与变形历史的影响。中间构形的构造是多步快速成形有限元法的关键,采用解耦思想将中间构形分解为弯曲变形和拉伸变形两个独立的过程进行计算。在弯曲变形阶段,不考虑材料的流动,根据板料与模具之间的位置关系计算获得滑移约束面;在拉伸变形阶段,材料的流动限制在滑移约束面上,通过应力平衡迭代以及节点修正后获得中间构形。以典型的钣金零件为例进行成形模拟,与现有商业有限元软件在计算精度和效率上进行对比,验证了该算法的可行性和有效性。结果表明,所提出的算法能够快速地构造出合理的中间构形,且能够准确地预测零件的成形性和厚度分布。     

橡皮囊液压成形回弹补偿技术比较分析

橡皮囊液压成形工艺是航空钣金成形的主要方法之一,而回弹是影响其产品制造精度的主要缺陷。为提高航空钣金零件制造精准化制造水平,国内开展了大量的研究和实践,但各种方法的工程化应用程度并不理想。针对基于数值模拟的回弹预测方法和基于零件几何特征的快速回弹补偿方法进行综述,对比分析了两种方法的优缺点,并结合航空企业工程化应用实际需求提出将两种方法相结合的解决方案。     

数字化技术在航空钣金成形模具制造中的应用

钣金零件是构成飞机外形、结构和内装的主要部件,钣金成形是航空制造的关键技术之一。钣金成形质量的好坏主要取决于钣金成形模具的制造质量。钣金成形模具数字化制造是在考虑零件材料塑性变形特点、成形质量要求等因素基础上,依靠模具数字化设计、数字化制造模形、优化的加工工艺参数实现过程成形的精确控制,使零件成形后不需要加工或少量加工就可满足质量要求。     

橡皮囊液压成形模具快速设计方法及实现

成形模具设计在整个飞机钣金制造体系中起着承上启下的重要作用,快速化、专业化以及精确化是其发展趋势。本文提出的基于知识的设计方案检索、设计流程导航、设计信息快速提取、结构参数化驱动设计等多种方法相结合的解决方案提供了一种实现橡皮囊液压成形模具快速设计和降低设计经验要求的有效途径。     

钣金零件毛坯展开计算方法研究进展

通过对钣金零件毛坯展开方法的论述,可以看出以几何映射法为基础发展起来的各种方法在确定钣金零件毛坯的初始解方面,有着不可替代的快速性优势;随着计算机技术和有限元技术的发展,软件使用进一步简单化,有限元增量法和有限元逆算法将会得到更为广泛的应用,同时也将成为数字化钣金精密成形的主要工艺手段;另外,随着人们对高分子复合材料性能的进一步探索研究,以及对物理逆向法实用化工艺问题的研究,物理逆向法在未来可能成为一种行之有效的方法。     

板材最优路径成形理论与方法

按最优路径成形板材将获得理想的成形效果，这种最优成形路径可通过多点成形技术来实现。本文基于理想路径（最小塑性功路径）成形理论，提出了板材最优路径成形的概念。最优成形路径可由初始构形、目标构形以及一系列中间构形描述出来，根据理想路径成形的变形及本构关系，文中建立了计算初始构形的有限元方法；建立了确定中间构形的泛函，给出了求解中间构形的数值方法。根据给出的方法设计了近似最优路径成形──多道次多点成形实验，实验结果表明，采用近似最优路径成形，球面目标形状的最大变形曲率提高了１１％～４０％；马鞍面目标形状的最大变形曲率提高了１５％－５０％。     

飞机蒙皮拉伸成形工艺参数优化

拉伸成形是飞机板金的基本成形方法。结合蒙皮拉伸成形常见的缺陷及影响因素,简述了最优化理论结合数值模拟优化工艺参数的必要性。以双曲度蒙皮为例,分析了产生回弹的机理和影响因素。采用正交试验设计建立响应曲面,序列二次规划和混合整数优化相结合的优化算法,以厚度减薄率为约束条件,对成形工艺参数预拉伸率进行优化,并对优化结果进行试验验证。结果表明优化拉形工艺参数后零件变形均匀程度提高,回弹减小了21.87%。     

凸弯边零件液压橡皮成形回弹数值模拟分析

液压橡皮成形是飞机制造业中的一种非常重要的方法。回弹是液压橡皮成形中常见的缺陷,并直接影响产品质量。为此探讨了回弹产生的力学机理,并利用专业金属板料成形软件PAM-STAMP2G模拟凸弯边零件橡皮成形的成形和回弹过程。仿真结果表明：应力的分布不均匀导致了回弹角度分布不均匀,下层纤维沿弯曲方向的压应力的较大值和下层纤维沿弯曲方向的压应力较小值对应于回弹角度的较大值和较小值。     

一种确定钣金成形件毛坯的新方法

针对钣金成形工艺设计中的毛坯展开问题,利用高分子聚合物在冻结温度时力学特性和金属的相似性及其形状记忆特性,提出了一种确定钣金成形件毛坯形状的新方法——物理逆向法。给出了此方法的理论依据,并进行了相应的试验验证。结果表明此方法是可行的。此方法对于复杂的拉深成形件和复杂的覆盖件的进一步研究更有实际意义,有利于提高产品质量和降低成本。     

基于数值模拟的应力成形极限图的应用研究

根据极限应变到极限应力的转换关系,采用 Hill48塑性准则和 Hill79塑性准则建立了应力成形极限图的数学计算模型。并基于板料成形有限元软件 Dynaform,实现了用应力成形极限图作为判据对板料成形进行分析。     

整体壁板压弯成形的形状控制

针对整体壁板压弯成形过程中由于回弹导致的压弯成形精度低和不可控问题，提出整体壁板压弯成形形状控制方法。以铝合金（7050-T7451）机翼整体壁板为研究对象，设计了整体壁板缩比试件模型，基于弹塑性变形理论和几何分析建立了压弯成形局部变形下压量解析预测模型，基于有限元法建立了压弯成形整体变形有限元仿真预测模型，并将模拟结果与实验结果进行了对比；在压弯成形局部-整体变形预测模型的基础上，综合考虑局部-整体变形精度，利用迭代补偿机制与逐步逼近思想，构建了压弯成形轮廓曲线迭代模型。通过与传统的试错法进行对比，研究结果表明所提方法能够以更高的精度、更快的收敛速度有效控制压弯件的成形形状。     

Plastic wrinkling prediction in thin-walled part forming process:A review

The precision forming of thin-walled components has been urgently needed in aviation and aerospace field. However, the wrinkling induced by the compressive instability is one of the major defects in thin-walled part forming. The initiation and growth of the wrinkles are interac-tively affected by many factors such as stress states, mechanical properties of the material, geometry of the workpiece and boundary conditions. Especially when the forming process involves compli-cated boundary conditions such as multi-dies constrains, the perturbation of clearances between workpiece and dies and the contact conditions changing in time and space, etc., the predication of the wrinkling is further complicated. In this paper, the current prediction methods were summa-rized including the static equilibrium method, the energy method, the initial imperfection method, the eigenvalue buckling analysis method, the static-implicit finite element method and the dynamic-explicit finite element method. Then, a systematical comparison and summary of these methods in terms of their advantages and limitations are presented. By using a combination of explicit FE method, initial imperfection and energy conservation, a hybrid method is recommended to predict plastic wrinkling in thin-walled part forming. Finally, considering the urgent requirements of com-plex thin-walled structures’ part in aviation and aerospace field, the trends and challenges in wrin-kling prediction under complicated boundary conditions are presented.     

成型工艺对复合材料I型断裂韧度的影响

采用双悬臂梁试验和假设检验的方法,对比分析了两种不同成型工艺对复合材料I型层间断裂韧度的影响,并采用有限元模型对这一过程进行了模拟。研究表明：硅橡胶软模成型试验件的I型断裂韧度均值略高于金属硬模成型试验件;而两种工艺试验件的I型断裂韧度方差不存在显著差异,且两种工艺成型的试验件的裂纹扩展过程相似。在试验的基础上建立了有限元模型,对裂纹扩展过程进行了模拟,与试验结果吻合良好,可以有效地预测裂纹扩展过程。     

基于C/S的飞机钣金成形数据库系统的研究与开发

根据航空工业飞机生产、型号预研、钣金工艺手册、工艺试验等大量数据信息,以Oracle作为后台的数据库管理系统,采用PowerBuilder8.0作为前台的开发工具,研究开发了一套基于C／S,集中了板材性能、成形工艺、机床设备、工装、模具等数据资料的飞机钣金成形数据库系统。