航天铝合金深腔零件整体成形预制坯优化设计

提出航天铝合金深腔零件整体成形方法,开展预制坯优化设计。对比分析直筒和变径筒两种预制筒坯结构变形规律,数值模拟研究了底部圆角对开口球形件液压成形的影响规律。以直径D=450 mm的球形整体零件为验证对象,进行底部圆角r=60 mm的变径筒形件的液压成形试验验证。结果表明:直筒坯液压成形时,赤道位置发生破裂;变径筒坯液压成形时,当胀形压力为16 MPa即发生贴模;液压成形时,筒端口自适应补料,所以上半球的壁厚分布均匀;随着底部圆角越大,筒底部减薄越小,筒壁厚越均匀;当底部圆角为r=60 mm时,开口球壳赤道位置壁厚减薄最严重,减薄率为11.1%,球底部减薄率为9.8%,开口球壳上半球壁厚差为0.17 mm,下半球壁厚差为0.43 mm。     

钛合金半球超塑成形有限元研究

通过建立有限元模型,模拟钛合金半球超塑成形过程,分析吹塑压力、模具关键尺寸、吹塑工艺过程对半球壁厚均匀性的影响。证明在球壳超塑成形过程中,球壳壁厚不均匀性始终存在。预先反向吹塑,调整上、下模圆角尺寸和位置,确定适当的吹塑压力,可得到厚度较为均匀的球壳。     

单层板自由胀形过程优化及实验研究

采用有限元分析软件Abaqus对TC4板的成形压力及壁厚均匀性进行预测,获得在不同的应变速率下的成形曲线,利用有限元的理论对成形过程进行优化,优化的成形压力模型实现了在较短的成形时间内获得均匀的壁厚分布,通过不同摩擦系数的模拟得出理想值,并最终通过实验,论证了其合理性。     

7475合金复杂薄壁件的超塑成形技术

以椭球形零件为例，介绍了7475合金复杂薄壁件的超塑成形技术。采用有限元分析技术，对成形过程实施仿真，从而突破了零件壁厚均匀化、模具的设计、超塑成形工艺参数的优化等技术关键，采用CAD/CAM技术进行模具CAD/CAM设计和制造，实现(产品、工装)设计、工艺、制造三结合，所制造的某型号复杂薄壁件在形状尺寸精度、壁厚机械性能要求等方面均符合技术指标要求。     

小管径热燃气导管焊接及成形

某产品的热燃气导管装置是由外径Φ4mm、壁厚0.5mm的小直径不锈钢导管弯曲后与各接头焊接而成,形状为复杂的空间曲线。通过工艺试验,总结了小管焊接及成形的工艺技术难点以及解决这些难点的各项工艺措施,使生产单位掌握了小管成形和焊接技术,形成了一套完整的小管成形和焊接工艺流程,提高了产品的合格率。     

薄壁不锈钢管数控绕弯成形数值仿真及工艺研究

针对航天某型号薄壁弯管成形难度大、尺寸精度低等问题,提出了数控绕弯成形替代拼焊成形,分析数控绕弯工艺特点及参数确定方法。建立模型对成形工艺参数进行有限元仿真,分析弯曲速度及芯头直径缩减量对不锈钢管成形影响,并通过试验得到优化的工艺参数。结果表明弯曲速度为8mm/s、减小芯头缩减量为0.6mm时,成形零件截面畸变不超过4%,最小壁厚0.65mm,弯曲后管材产生形变强化效果,组织更为细密,成行排列的方向性更明显,提高了零件强度。     

薄壁Y型三通管内高压成形及补料比的影响

面向航空航天轻量化制造对超薄三通管的需求,开展了不锈钢和铝合金薄壁三通管内高压成形研究。通过内高压成形实验研究,给出Y型不锈钢三通和铝合金三通内高压成形典型缺陷,采用合理的加载路径和预成形工序,实现了径厚比(原始管材直径和壁厚的比值)为183的超薄不锈钢Y型三通管和径厚比为40的铝合金薄壁三通管内高压成形。通过不同补料比Y型三通管内高压成形实验研究,分析了补料比对Y型三通管壁厚和形状的影响,指出因Y型三通管两端非对称,补料比是Y型三通管内高压成形的关键工艺参数。     

大型薄壁压力容器喷砂后的壁厚测量分析

利用概率统计学方法测量、分析了压力容器喷砂前、后的壁厚变化情况,以某型号压力容器为试验对象,详尽地叙述了喷砂的试验过程及试验数据处理情况,从而确定了该压力容器喷砂后壁厚的数据处理方法和壁厚变化量,为同类压力容器制定喷砂减薄量及喷砂后实际壁厚的检测提供了参考。     

超薄壁壳体加工技术取得突破

据中国航天新闻网2009年8月26日报道，中国空间技术研究院通过大量研究工作，于近日研制成功了新型原理薄壁壳体加工工装，突破了超薄钛合金壳体类零件制造的技术瓶颈，取得了阶段性成果。该原理薄壁壳体加工工装克服了由于超薄壁工件内壁与工装贴合不好，存在间隙的部位，从而造成在切削力等外力作用下变形而导致壁厚一致性差的问题，提升了半球零件壁厚一致性，实现了超薄工件的车削加工。     

脉冲发动机复合壳体的强度分析及优化设计

采用ANSYS有限元软件对脉冲发动机复合壳体进行了结构强度分析和优化设计。用六节点三角形单元对复合壳体模型离散化；给出了复合壳体在临界压力载荷下的失效模式；分别在两种材料层中对最大应力约束下，以减少复合壳体的总质量为目标，对复合壳体的壁厚尺寸和过渡圆半径尺寸等设计变量进行了优化，并对设计变量的敏感度进行了分析。计算结果表明，在工作压力载荷下，安装在轨姿控舱体内的脉冲发动机的强度可以满足设计要求；壁厚尺寸是关键的优化设计变量，优化后脉冲发动机复合壳体的总质量可减轻5．7％。理论分析结果与试验结果相吻合。     

基于磁脉冲技术的铝合金板材圆孔翻边工艺研究

研究了5A06铝合金磁脉冲成形圆孔翻边工艺,分析了影响材料成形性能的各种因素,测量了磁脉冲成形圆孔翻边的壁厚变化并与常规方法进行了对比。结果表明:磁脉冲成形可以提高材料的塑性;与常规方法相比,磁脉冲成形方法可以显著地提高铝合金的圆孔翻边性能,材料内部组织没有发生明显变化。     

融熔沉积快速成形制备金属蜂窝结构材料工艺实验研究

采用融熔沉积快速成形法制备钛金属蜂窝结构材料,研究了粉浆制备、钛金属蜂窝结构素坯固化、脱蜡等工艺。实验结果表明采用融熔沉积快速成形可以制备金属蜂窝结构材料,制备的钛金属蜂窝结构成形性好,孔径、壁厚尺寸均匀,具有一定的抗压强度。所得到的钛金属蜂窝结构素坯制备工艺同样适用于其他钛合金。     

薄壁大尺寸铌钨合金喷管精密旋压成形工艺研究

通过对铌钨合金性能的研究,得到了铌钨合金一次旋压最大减薄率,采用变厚度平板旋压毛坯,合理分布两次剪切旋压变形量和各点壁厚变薄率,控制旋压过程,应用仿真软件对翻边成形进行仿真,掌握了薄壁大尺寸铌钨合金喷管精密旋压及翻边成形技术.     

机载雷达罩几何光学电性能设计计算方法

现代歼击机大都装备了先进的机载脉冲多普勒雷达，对与其配套的雷达罩提出了更高的电性能要求。雷达罩的电性能设计，在选定了壁结构形式之后，核心是确定壁厚分布。壁厚设计的实质是匹配雷达的工作频率和雷达罩的入射角与极化角。本文给出了用于雷达罩电性能设计计算的几何光学——三维射线跟踪技术。     

收敛段内壁强力旋压胀形工艺试验

发动机收敛段内壁采用卷锥筒、对焊、胀形工艺,存在着焊缝材料强度低,胀形后焊缝处壁厚减薄量超差的问题。废品率高,潜在质量差。为此做强力旋压、胀形工艺试验。强力旋压有一次成型,二次成型方案。一次成型试验起旋后在距小端60～90nm处屡次产生龟裂,甚至断裂。因此,未作进一步试验;二次成型试验采用的过渡模胎的半锥角定为30°,二次旋压模胎的半锥角仍为12°, 前、中、后共三次消除冷作硬化热处理,零件顺利成型。又通过试验在胀形、热处理、校形工艺及一次胀形成型工艺中选择了前者,型面与样板的间隙<0.15mm。零件达到并超过了图纸的技术要求。     

壁厚对空间小推力发动机喉部壁温的影响

介绍了空间小推力发动机通常采用的冷却方式及降低推力室喉部壁温的常用方法,分析了通过增加壁厚降低喉部壁温的可能性。通过简化模型,对不同壁厚下的喉部壁温进行了计算,计算结果表明,适当增加壁厚可以起到降低喉部壁温的作用。     

铝合金焊缝成形的神经网络建模

利用神经网络对LF6铝合金的焊缝成形进行了建模，同时运用模糊推理的方法对神经网络的预测功能进行了扩展。首先根据实际确定焊缝的成形参数为正面熔宽、正面熔高、背面熔宽、背面熔高，焊缝成形的控制参数为对接间隙、送丝速度、焊接速度、焊接电流；采用正交试验设计的方法设计试验，使用较少的试验数据来获取焊缝成形信息。然后，进行试验，利用试验数据来对神经网络进行训练。采用BP算法对焊缝成形控制参数空间和焊缝成形参数空间进行了函数逼近，建立了BP网络模型。此模型能够对位于焊缝成形控制参数空间内的输入参数进行高精度的预测，对焊接参数进行修正以获得良好的焊缝成形，并可减少焊接试验次数。     

多层隔热材料热防护方法

基于运载火箭一二级发动机分离时热流密度约为9.6 MW/m²、持续时间0.5 s,二级发动机工作时的喷管辐射热流密度为25～100 kW/m²、持续时间120 s的边界条件,选取了2.0 mm厚的氧化锆陶瓷纤维板、5.0/8.0 mm厚的硅酸铝纤维毡、3.2/1.6 mm厚的阻燃型硅橡胶组成的两种隔热方案。应用一维非稳态方法仿真分析了两种隔热方案保护下发动机舱内部组件的壁温,依据隔热组件壁温及材料质量,提出了耐高温多层隔热材料热防护方案。使用液化气喷枪喷吹高温合金平板模拟燃烧室壁,模拟试验壁温测试值表明隔热方案可以满足热防护要求。     

ZL205A合金舱体低压工艺设计及数值仿真应用

针对某ZL205A合金舱体铸件壁薄难充型、壁厚差异大、易产生裂纹等特点,设计了低压底注式浇注工艺。采用立筒缝隙式浇注系统分配充型过程中合金的流量,局部厚大部位放置成形冷铁加快该部位的冷却速度,以控制铸造缺陷的产生。利用ProCast数值仿真软件对工艺进行仿真计算,成功预测了缺陷的产生位置,对工艺方案进行优化,包括倒角过渡、改变型砂使用等,并在优化方案的基础上浇注了舱体铸件,铸件质量良好,没有缩松、缩孔、裂纹等缺陷,符合相关技术要求。     

缝耦合H—5接头的S参数研究

本文用ＭＭ方法分析计算了缝耦合矩形波导Ｈ－Ｔ接头的复杂散射矩阵参数。Ｈ－Ｔ接头中的耦合缝可取任意倾角，任意位置，同时考虑壁厚影响。理论值与实测值做了比较，Ｓ参数幺正性得到验证。文中展示了耦合系数及缝长与缝宽、壁厚、倾角之间的关系。