连续多弯导管成形仿真系统开发与应用

介绍国内外仿真技术发展现状,针对空间连续多弯导管数字化精确成形的需求,提出了以知识工程为核心,建立导管仿真工艺知识库,通过参数化驱动开发导管弯曲成形运动仿真系统。通过在飞机连续多弯导管研制中的应用,自动实现了模型数据提取、工艺参数确定、创建仿真模型、弯曲过程仿真、回弹过程仿真、干涉检查,获得了干涉情况,自动生成仿真报告和数控代码,降低了技术人员的劳动强度,提高了飞机导管零件工艺设计工作效率。     

面向对象的钣金成形有限元分析系统开发与应用

建立钣金成形有限元分析系统的最大优势在于建立了标准化的分析流程、工程化的分析参数,简化了分析步骤,提高了效率。每个用户能清楚知道有限元分析参数与实际工程参数之间的逻辑关系,有助于优化工艺参数,提高零件成形质量。但是,目前的钣金成形有限元分析系统还没有完全覆盖飞机全部的钣金成形工艺,特别是还没有涉及与机床轨迹相关的蒙皮拉伸、型材拉弯、导管弯曲工艺,需要在后续工作中不断补充完善。     

民用飞机管路件弯曲工艺分析

运用有限元数值模拟方法来模拟工艺过程、指导工艺试验、辅助工艺参数选择是有效提高设计效率的重要途径。采用有限元法对Ti-3Al-2.5V导管弯曲这一典型导管制造工艺进行了过程分析,为合理选取导管弯曲半径和弯曲角度提供依据,也为在导管弯曲工艺设计中引入有限元数值分析方法提供借鉴。     

钛合金导管内径滚压连接数值模拟与试验研究

利用有限元方法,对钛合金导管内径滚压连接成形进行数值模拟,通过对导管、管套卸载前后的回弹分析,以及材料流动规律分析,掌握内径滚压连接成形机理;通过试验研究,获得导管材料和管套结构对滚压连接成形的影响规律;并通过耐压试验对不同材料导管连接件的密封性能进行了验证.     

钛合金板料热压弯过程数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对Ti-6Al-4V合金板料热压弯成形过程进行了模拟,分析了应力应变分布规律和工艺参数对成形过程的影响。研究表明,压弯过程的变形主要集中在大厚度区域中间位置;当板料表面与模具多点接触后,板料由自由弯曲变为校正弯曲,成形力急剧增大;保压600s时板料最大回弹量和上模成形力分别降低84%和94%。在相同工艺条件下的试验结果验证了有限元模拟的准确性。     

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。     

7B04铝合金厚板蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形是一种针对制造大型飞机整体壁板零件而开发的成形工艺.该工艺基于材料在适当温度下能同时进行人工时效和蠕变,从而引发应力松弛,使得成形后零件的力学性能好且生产成本低.根据试验数据确定了铝合金材料蠕变本构方程中的材料常数,并应用商业化有限元软件ABAQUS分析了7B04铝合金厚板的弯曲蠕变过程及回弹效应.     

蒙皮拉形工艺优化系统接口技术

针对有限元数值模拟在板料成形工艺分析与参数优化方面出现的瓶颈问题,采用批处理命令集、脚本文件和宏命令为数据接口,基于ISIGHT为优化策略和ABAQUS为有限元模拟平台,搭建飞机蒙皮拉形工艺优化系统,实现成形工艺参数分析的自动寻优.利用该系统实现单凸双曲度蒙皮拉形预拉伸率优化,并进行试验验证,结果表明,优化拉形工艺参数后零件变形均匀程度提高,回弹明显减小.     

型材拉弯回弹有限元分析

对两种不同截面的铝型材分别在6种不同拉弯成形工艺中的拉弯过程进行有限元数值模拟,探讨成形工艺、弯曲半径与型材截面形状对拉弯成形后型材回弹的影响。     

导管半径仪的初研

一、概述航空产品制造业中,导管制造是整个产品制造的重要组成部分.管子弯曲成形是整根导管制造的最重要工序.到目前为止,管子常规弯曲成形后,仍然采用R样板检验它的弯曲半径和弯曲角度.或用标准实样检验它的弯曲外形(不能直接用标准实样检验,而是用φ6钢管按标准实样只取其外形的“比尺”来检验).这种检验方法有使用不便,效率低,准确性差,不经济等缺点.为了解决管子弯曲半径的测量问题,半径仪的研究很有必要.下面介绍我对半径仪初研的成果.     

小直径挤压式无扩口导管端头成形技术

对小直径挤压式无扩口导管进行原材料性能、端头成形工艺、导管气压泄漏、地面保压、机上保压等试验与分析，并使用SPSS专用软件进行数据统计分析，优化了小直径挤压式无扩口导管端头成形工艺参薮：试验工艺参数，解决了小直径挤压式无扩口导管经常温气、报废量大、机上保压时间短的问题。     

薄壳结构失稳临界载荷的并行计算

以大型有限元分析软件为开发平台,研究了弹性结构屈曲分析的并行计算方法及软件实现,并针对大规模超级计算机的硬件环境编写了屈曲分析的并行求解程序;通过开发软件接口,将并行求解程序作为子模块嵌入串行有限元分析软件的求解序列中,并使其可直接调用;针对有限元前后处理器开发了风格一致的客户化界面,使并行计算的操作可视化。开发集成后的软件系统使串行有限元软件的前后处理能力与大规模并行机的高性能计算能力紧密结合,能够有效提高静力屈曲分析的规模和效率。      

基于ABAQUS的数控弯管专用前处理模块开发

为了提高数控弯管有限元建模的效率和尽可能避免建模错误,采用ABAQUS提供的用户图形工具包和Python脚本接口,通过二次开发得到了数控弯管专用前处理模块。采用该模块,用户只需输入模型的建模参数、材料属性、模具运动幅值曲线、摩擦系数、分析步时长、文件保存名等信息,便可高效地建立管材数控弯曲及回弹分析的有限元仿真模型,提交后台运算后可以为后处理的快捷高效运行提供简洁而详实的数据源。通过将上述研发的数控弯管前处理模块应用于钛合金管数控弯曲的建模分析,验证了其可靠性。采用此方法,可以实现通过有限元软件ABAQUS进行用户定制,降低ABAQUS的操作难度,同时,本文前处理二次开发思路同样适用于其它塑性成形过程。     

刮雨器电机外壳弯曲成形

对刮雨器电机外壳弯曲成形的工艺性能进行了分析，对所用模具的结构及原理进行了介绍，以及对弯曲成形工艺与切削工艺进行比较分析．     

薄壁管数控弯曲过程中失稳起皱的主要影响因素

 针对薄壁管数控弯曲精确成形过程在多因素交互作用下可能发生失稳起皱这一复杂物理问题, 基于起皱能量准则和有限元方法相结合, 提出了预测该过程起皱发生的能量( 数值) 方法, 研究了影响薄壁管数控弯曲成形过程起皱发生的主要因素及影响机制。结果表明, 弯曲半径、相对管径、芯棒伸长量和摩擦因素是影响薄壁管数控弯曲精确成形过程起皱发生的主要因素, 而材料的应力强度系数和加工速度等对起皱发生影响较小。研究结果为薄壁管数控弯曲精确成形过程参数的确定和优化创造了条件。     

航空发动机0Cr18Ni9 不锈钢导管数控弯曲回弹规律

为了有效地解决航空发动机导管弯曲成形时的回弹问题，开展了0Cr18Ni9不锈钢管数控弯曲工艺试验，采用单一变量 法研究了管径、壁厚、相对弯曲半径、弯曲角对回弹的影响规律，并通过数值仿真和正交试验法分析了弯曲速度、弯模间隙等工艺 参数，以及弹性模量、屈服强度、硬化指数对弯曲回弹角的影响。结果表明：回弹角与弯曲角呈显著的线性关系，当弯曲角在180° 以内时，回弹角为1.6°~6.0°；建立了回弹角预测线性方程，预测误差在[-0.425°，0.502°]内的概率为99.74%，并基于此方程开展了全 尺寸导管的回弹角预测和补偿工艺试验；在各工艺参数中弯曲速度和弯模间隙对回弹角的影响较大，可引起大于0.5°的偏差，而 因材料参数变化导致的回弹角变化不超过0.05°。     

热压罐时效成形过程的有限元分析

基于ABAQUS软件对时效成形过程进行有限元分析.在数值模拟分析的过程中,通过改变各个参数的数值来研究成形规律.最后得出了最佳工艺条件,并在最佳工艺条件下研究了成形规律.     

空间管件弯扭组合加载成形及回弹规律研究

基于弹塑性力学理论和有限元数值模拟技术,构建空间管件定心弯扭组合加载成形工艺的数值模拟模型。研究弯扭组合条件下空间管件的成形规律、成形过程中工艺参数随固定模离心率e的变化规律,以及夹钳扭转角速度一定时固定模离心率e和成形轴线挠率修正因子?之间的非线性关系。研究发现以下规律:(1)在空间管件定心弯扭组合加载成形工艺中,管件的真实弯曲半径受到弯曲模转角和夹钳扭转角度的双重影响。(2)在纯弯曲条件下所获得的等效弯曲点不能适用于定心模式下空间管件的成形,原因在于管件在等效弯曲点处的挠率修正因子与固定模离心率e、夹钳角速度与送进速度的比值ω?v等多种因素有关。(3)若固定模离心率e、活动模回转半径和转角不变,则挠率修正因子?随夹钳角速度与送进速度的比值ω?v的增大而增大;若夹钳角速度与送进速度的比值ω?v、活动模回转半径和转角不变,则挠率修正因子?随固定模离心率e的增大而减小。     

二硅化钼发体件的热弯研究

研究了高温烧结发热体坯体的烧结工艺对热弯的影响,使用SEM观察高温弯曲试样的表面形貌及成分分析,通过表面防护的保护措施,防止高温烧结时发热体坯体的渗碳发生。结果表明,保护性高温烧结工艺的发热体可进行热态弯曲成形,表面没有发现裂纹,试样中的气孔已明显球化。     

高强钛合金等壁厚弯管制备研究

传统的弯曲工艺由于属于等径弯曲,弯管壁厚存在外侧减薄、内侧增厚的现象。扩径弯曲工艺可以从根本上解决弯管成形中的壁厚不均问题,实现等壁厚,但工艺复杂,成形质量受多种因素影响。高质量钛弯管在要求高强度的同时要求内、外侧壁厚均匀。在理论分析的基础上,进行了高强钛合金热推扩径弯曲试验,研究了成形过程中的金属流动规律,给出了弯曲变形量与扩径量之间的比例关系,制备出了1300MPa级的高强钛合金等壁厚弯管,壁厚相对壁厚公差约为6%。该研究对于钛合金的弯曲加工有一定指导价值。