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。     

芯模填充对铜钛复合管绕弯截面畸变和壁厚减薄作用的模拟研究

为了提高铜钛复合管绕弯成形精度,基于所建有限元模型,研究了刚性芯模参数对复合管截面畸变和壁厚减薄的影响规律,并对比了刚性芯模填充和弹性芯模填充。研究结果表明:(1)随着刚性芯棒伸出量的增大,双金属复合弯管的基、覆管截面畸变率逐渐减小,壁厚减薄率逐渐增大,最佳芯棒伸出量为7mm。(2)较之无芯模填充,采用刚性芯模填充后,截面畸变显著降低,但是壁厚减薄率增大;控制截面畸变时,一定要考虑芯模对复合管壁厚减薄率的影响,并根据实际生产要求和管材尺寸结构灵活选择填充状态。(3)弹性芯模填充时,截面畸变率沿弯曲方向的分布较之刚性芯模均匀;刚性芯模较之弹性芯模可以更好地控制复合管的截面畸变,但最大差距只有1.03%。弹性芯模较之刚性芯模可以更好地控制复合管的壁厚减薄率,最大差距为3.27%。综合考虑截面畸变和壁厚减薄,弹性芯模对双金属复合管的填充效果更好。     

管材弯曲中壁厚变化引起横截面畸变的试验研究

分析了弯管壁厚的变形状态,利用壁厚变化对弯管内、外轮廓的形状畸变进行了试验研究。研究结果表明,管壁材料未发生失稳变形前所产生的管壁横截面畸变同样应该引起重视,并提出受弯管内、外轮廓变形所约束的最小相对弯曲半径的近似计算公式。     

不同圆角过渡的3A21铝合金矩形管弯曲壁厚变化与损伤研究

为获得不同圆角过渡3A21铝合金薄壁矩形管弯曲的壁厚变化和损伤情况,采用弹性模量变化法,通过对拉伸进行试样反复加载、卸载试验,获取了Lemaitre断裂准则中的损伤参数。基于ABAQUS/Explicit的VUMAT二次开发平台,开发了耦合Lemaitre准则的用户材料子程序,建立了相同弯曲半径条件下不同圆角过渡的矩形管弯曲损伤预测三维有限元模型,并对模型的可靠性进行了验证。基于所建模型,研究发现管材壁厚减薄率与损伤最大值均出现在弯曲后截面50°左右,并且管材截面的圆角半径越小,其弯曲后中性层外侧壁厚减薄越严重,损伤值越大,即管材截面形状越趋向于矩形,弯曲过程中越容易发生破裂。     

大直径铝合金薄壁管轴压加载数控弯曲成形特性(英文)

实现不起皱条件下管材壁厚减薄的控制,是提高大直径铝合金薄壁管数控弯曲成形极限和质量的关键问题。在管端施加轴向压缩载荷将可能成为实现上述目标的一个途径。在本研究中,基于动力显式有限元法建立了轴压加载数控弯管过程模拟的三维弹塑性有限元模型,并通过多指标正交试验设计,获得了成形参数组合的合理范围,克服了轴压加载弯曲时管端的轴向压缩失稳现象,同时模型可靠性得到了实验的验证。将有限元模型与起皱能量预测模型相结合,研究了轴压加载下大直径薄壁小弯曲半径铝合金管数控弯曲的成形特性。结果表明:(1)管直径越大且弯曲半径越小,弯曲过程中管材的最大切向压应力区被诱发切向拉应力区分割越明显,则轴压加载减小减薄的作用越小,管端发生压缩失稳的可能性越大。(2)与无轴压加载弯曲过程相比,轴压加载下管材起皱可能性在成形前期较大,在成形后期较小。(3)对于尺寸因子小于80的管材,轴压加载减小管材壁厚减薄的作用大于轴压加载增大起皱的作用。     

通用弯管工具

Ｕ形零件（见图１）是热交换器的主要元件之一，随着产品品种的不断发展，使用不同直径、壁厚、弯曲半径的零件越来越多。原有的弯曲工具由于存在结构复杂、调整繁琐、工人劳动强度大、质量不稳定、加工周期长等缺点，已不能满足生产进度和新品开发的需要。根据Ｕ形零件的工艺特点，设计、制作了通用弯管工具，操作方便，使用效果良好，其结构如图２所示。弯管工具采用连杆夹紧机构，操作时用操作手柄夹紧或放松工件，工作部分零件（芯子、成形压块等）可任意调整至合理位置。弯曲不同直径、壁厚及弯曲半径的零件时，只要相应更换芯子、成形…     

基于工业机器人的数字化弯管成形技术研究

数字化弯管成形技术作为一种新型全自动管材加工技术,基于目前热门的工业机器人平台,配合弯曲末端装置实现了复杂弯曲构件的柔性成形。基于数字化弯管成形技术原理,建立了弯管机器人成形工艺轨迹及运动过程解析方法,设计并搭建了匹配的弯曲末端装置,使得弯管机器人可以实现管材的数字化弯曲工艺。采用有限元模拟与试验相结合的方法,研究了管件在机器人弯曲成形过程中应力的变化规律,讨论了由机器人运动提供的补料功能,并分析了该功能对于弯曲构件成形质量的影响。结果表明,搭建的弯管机器人成形试验平台及解析方法可以实现管材连续弯曲成形,成形管材最大应力值增大的幅度较小。机器人主动进给补料作用可有效改善弯管壁厚减薄现象。但同时补料也易导致管材弯曲内侧材料发生堆积,试验时较易出现起皱缺陷。未来的研究工作中,需着重开展基于起皱缺陷的机器人运动、弯曲速度等参数的优化研究。     

单面正向和正反向超塑成形对TC4钛合金负角度零件性能的影响

利用MARC软件完成负角度零件模具设计,修改了获得的压力-时间曲线,并用加载曲线完成超塑成形实验。研究了单面正向、正反向超塑成形后TC4钛合金零件力学性能情况及负角度壁的壁厚分布,并对结果进行了分析。结果表明:圆弧连接面比垂直连接面有更好的壁厚分布;根据修改的加载曲线能够成形负角度零件;在壁厚最小的负角度壁,单面正向成形和正反向成形后零件的最大减薄率分别为67%和64%,壁厚分布标准差分别为0.186mm和0.125mm,说明正反向成形在提高零件最小壁厚的同时使壁厚分布更均匀;由高温稳态退火及应变诱发的晶粒长大致使零件的力学性能下降;正反向成形零件比单面正向成形零件氢氧含量高,塑性下降较多。     

运载火箭增压输送系统补偿器接头内高压成形

采用外径161mm、壁厚1．5mm的不锈钢激光焊管进行了补偿器接头的内高压成形实验研究，对成形后零件进行了测量，分析了内凹缺陷产生的原因，重点研究了轴向进给量对成形质量的影响。研究表明：轴向进给量小，圆角成形困难，成形区壁厚减薄量大；轴向进给量大，有利于成形圆角，成形区壁厚减薄量小，但轴向进给量过大，容易形成内凹现象。当轴向进给量在21．5—22．8mm间，能够获得外形尺寸与最小壁厚均满足设计要求的零件。     

空间弯管的回弹预测

管材弯曲卸载后将不可避免地产生一定回弹,严重影响弯管生产的精度与效率,因此回弹成为管材弯曲的重点研究对象.对空间非平面弯管回弹进行研究,将空间回弹问题转化为两个相互垂直平面上的同弹问题,通过纯弯曲回弹实验,建立弯管平面弯曲回弹前后半径之间的函数关系式,然后将两个平面上的回弹合并,对离散化的回弹弯管进行空间拼接,进而完成...     

导管弯曲半径系列的制订

过去,由于管子规格、导管弯曲半径没有优选标准,我公司在生产的各机型上选用的管子规格和导管弯曲半径多而散,实现导管弯曲机械化数控化存在不少困难。为了改变导管弯曲工艺的落后状况,我公司根据《冷弯铝合金导管特殊最小弯曲半径企标Q/5A1095-85》,弯管模企标Q/5A585～589-82,导管最小弯曲半径航标HB4-55-83和金属材料限用清册Q/     

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°。     

回弹与矢量弯管

回弹是材料变形的特性,在矢量弯管中已成为重要的工艺因素。弯曲不同材料、不同直径、不同厚度、不同弯曲半径的管子以及使用的工装不同时,都会影响弯管的回弹。使用矢量数控弯管机自动弯管,弯出的管形不需校正而达到要求,就必须用回弹数据修正管形数据,得出弯管程序,用以控制弯管机进行弯管。一、回弹数据的计算尽管影响回弹的因素很多,但在弯管机调     

管子弯曲时壁厚变薄研究

本文针对管子相对弯曲p=1.5～2mm时,就壁厚变薄对导管使用可靠性的影响进行了研究。通过变薄测量、爆破试验、振动寿命试验、爆破压力计算证明了弯曲后的管子疲劳破坏、压力爆破均不发生在弯曲变薄区域。     

TA15钛合金超薄中空四层结构超塑成形/扩散连接一体化成形及精度控制

本文采用TA15钛合金热轧薄板作为原材料,探究超薄中空四层结构的超塑成形/扩散连接工艺。首先通过高温拉伸试验对TA15钛合金的超塑变形行为进行研究,获得了超塑成形过程的应力–应变曲线。然后通过有限元软件对薄壁横向局部贯通四层纵筋结构的超塑成形过程进行模拟,对成形过程中壁厚减薄、应力分布等行为进行研究,为后续超塑成形/扩散连接试验提供有效指导。最终成功制备了芯板直立筋良好、三角区宽度仅0.9 mm的超薄中空四层结构,其中面板最大减薄率为18.6%,芯板最大减薄率为55.1%,芯板与面板之间扩散连接区域的焊合率为92.1%～98.5%。TA15钛合金板材的原始显微组织晶粒细小破碎且呈等轴状,平均晶粒尺寸小于5μm,经长时间的超塑变形与热暴露后晶粒显著长大。     

静压支撑-单点增量成形制件减薄率研究

为解决单点增量成形制件因减薄不均而产生的破裂问题,将静压支撑技术引入到成形过程中进行辅助成形。首先,对静压支撑-单点增量成形机理进行分析,根据减薄程度对制件进行区域划分;然后,利用数值模拟研究不同静压条件下制件各区域的减薄率变化规律;最后,搭建静压支撑-单点增量成形实验平台验证模拟结果。结果表明,Ⅱ区域减薄率沿结点路径增大,在距离板料边缘37. 5 mm处达到最大值,且随成形深度增加,减薄率在Ⅱ区域中间位置略有降低,至底端附近又有增加。减薄率随静压参数的增大而减小,实验结果和仿真结果的误差小于5%。相比单点增量成形,静压支撑-单点增量成形技术可以有效提高和控制制件壁厚的均匀性,延缓或避免了制件的破裂。     

基于PAM-TUBE 2G的管材弯曲成形数值模拟分析

管材弯曲成形工艺是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法.在实际生产过程中,管材过度减薄或开裂、管材断面形状畸变严重、管材内侧失稳起皱等问题严重影响管材弯曲成形零件质量.PAM-TUBE 2G可以解决在管材弯曲成形工艺过程中模具设计、下料估计、精确成形模拟分析、回弹计算等问题.实例证明了PAM-TUBE 2G用来解决弯管成形工艺模拟是高效的.     

二站召开弯管新工艺技术交流会

三机部第二技术交流站于六月上旬在西安召开了弯管新工艺技术交流会。会上,四三○厂、三二○厂、华中工学院、一一一厂、四二○厂、一七二厂介绍了研制、应用数控弯管机的经验及英国罗·罗公司管子加工工艺;重点了解了VECTOR BEND150型数控弯管机及VE-CTOR—1型管形测量机的工作原理、构造特点与使用情况。斯贝发动机导管设计成具有直线段和同一弯曲半径、弯曲角度小于180°,为弯管工艺自     

涡扇发动机铝合金碗形件的粘性介质压力成形

涡扇发动机铝合金碗形件由于局部塑性变形较大，采用已有的成形方法得到的零件壁厚局部减薄严重或尺寸精度不满足要求。粘性介质压力成形(VPF)技术采用一种粘性介质作为传力介质，适合于成形该类零件。通过粘性介质压力胀形试验和数值模拟，分析了粘性介质的粘度对铝合金球面碗形件厚度分布及极限成形高度的影响，对涡扇发动机铝合金带凸台碗形VPF件进行了分析。研究结果表明，粘性介质与板材之间的粘性附着应力提高了碗形件厚度分布的均匀性和极限成形高度，随着粘性附着力增大，对带有局部变形较大凸台的碗形件，可以抑制局部壁厚的减薄。采用VPF技术，获得了尺寸和壁厚均合格的涡扇发动机带凸台铝合金碗形件。     

φ880mm发动机封头室温强力旋压研究

本文对φ880mm固体火箭发动机壳体的两种规格封头的首批试旋工作进行了总结。用D6AC钢室温强力旋压φ880mm的带法兰封头的过程中,在旋压坯的设计和加工、旋压芯模的设计和制造、工艺参数的选择、热处理制度的确定等方面,都获得了一些经验。 在封头壁厚一定的情况下,旋压坯的壁厚按其所处的半锥角的正弦规律变化;旋坯用型面必须与芯模很好贴合;每道次芯模确定的旋压减薄率取决于芯模的半锥角。文中给出的多道次旋压时道次减薄率与每道次芯模半锥角的关系式ε_1=1—sina_1/sina_(1-1),可用于制订旋压工艺及设计旋压芯模。