大尺寸复合材料翼梁的研制

针对大尺寸复合材料翼梁的结构特点,采用刚性阳模配合软模的方案用于翼梁成型,翼梁模具材料选用普通钢,模具设计时对凸缘回弹和热膨胀进行合理的补偿,研制过程通过对BA9916-II系列预浸料纤维面密度和含胶量的控制实现对翼梁厚度的精确控制,保证了翼梁外型面的尺寸精度。研制的大尺寸复合材料翼梁很好地满足了设计各项指标要求,是一种低成本、高质量的成型方案,适合工程化应用。     

整体壁板时效成形的回弹预测及模面补偿技术

时效成形是一种用于制造飞机整体壁板零件的成形工艺。由于其具有回弹量大的特点,需要开发一种准确预测成形后回弹量的方法,并在此基础上对模具型面进行补偿,以消除回弹对成形精度的影响。本文将有限元法应用于网格式高筋壁板时效成形及回弹的分析,并通过实验验证了有限元预测回弹量的准确性。提出了一种基于有限元回弹预测的适用于铝合金时效成形的模具型面补偿算法,并应用该算法进行了复杂高筋整体壁板局部件时效成形的修模计算分析。通过9次迭代计算,零件成形误差减小到0.4 mm以内,证明了该算法具有收敛速度快、精度高的优点。     

准双曲面齿轮冷摆辗方案回弹误差补偿

提出一种冷摆辗方案,该方案简化了模具结构,采用局部线接触连续塑性成形.采用位移修正算法构建回弹误差补偿迭代系统,对冷摆辗模具进行修正来降低回弹误差.该系统的特点是首先用修正算法预估下一次冷摆辗假设无回弹时工件的几何形状,然后由冷摆辗模具设计原理推出所需要的新冷摆辗模具.基于弹塑性有限元法基本理论,借助有限元数值模拟技术进行实例验证,分析结果证明:该回弹误差补偿迭代系统只需3次迭代工件误差已经在允许的范围内,因此其可大大的缩短生产周期和成本.      

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。     

铝合金厚板时效成形回弹补偿算法

 时效成形是一种适用于飞机整体壁板零件制造的成形工艺,具有回弹量大的特点,因此需要在准确预测回弹量的基础上对模具型面进行修正,以消除回弹对成形精度的影响。本文提出了一种基于有限元计算驱动的适用于铝合金时效成形的模具型面迭代修正算法,并应用该算法进行了单曲率的圆柱面零件、双曲率的球面零件及马鞍形零件的修模计算分析。通过4次迭代计算,使圆柱面和球面零件成形误差减小到0.4 mm以内;通过5次迭代,使马鞍形零件除4个角部外,其余部位型面误差小于0.5 mm。证明了该回弹补偿算法具有计算精度高、收敛速度快的优点。     

型材下陷成形回弹补偿算法

下陷成形是一种适用于飞机长桁零件制造的成形工艺,成形后零件发生回弹,并且腹板上方缘条回弹量较大。因此,要在准确预测回弹量的基础上对模具型面进行修正,消除回弹对成形精度的影响。本文针对型材下陷成形提出了一种基于有限元计算的平整性修模与下陷深度修模结合的模具型面迭代修正算法,并应用该算法对角型材、角形带弯钩型材及Z字型材三种型材的下陷零件进行了修模计算分析。从对计算结果的分析中,证明了该回弹补偿方法具有计算精度高、收敛速度快的优点。     

As-Se红外硫系玻璃透镜模压成型工艺研究

针对红外硫系玻璃模压工艺难点,通过模压热传导有限元分析,确定硫系玻璃模压升温速率;通过硫系玻璃高温试验获得了模压保温时间及模压非球面透镜的模具面型补偿修正参数;针对硫系玻璃热力学性能特性,在模具设计中提出了环槽区的设计方案,降低模压残余应力,并给出模仁结构尺寸及面型计算方法;最后通过模压工艺试验确定了各工序参数,模压试验结果满足红外成像系统设计要求。该研究成果为As-Se硫系玻璃在红外成像光学系统大规模应用提供参考及工艺基础。     

浅析复合材料框架式成型模具设计技术

对于大尺寸复合材料零件成型所用的大型框架式模具,在设计过程中需要使模型建模及更改快速化,需要详细分析模具在实际使用工况下的应力及变形、模具在固化过程中的温度分布及变形情况,并在设计过程中考虑尺寸补偿及回弹补偿,以使模具设计达到高效、精准、优化的目的;使模具结构更好地满足复材零件成型精度要求.     

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°。     

应力松弛成形模具型面构造技术

现代飞机的外形复杂,曲率半径变化不一,使得应力松弛成形模具型面构造复杂,而应力松弛引起的塑性变形现象的存在更是加大了模具型面构造技术的难度,为了使成形回弹后的整体壁板符合设计要求,需要对回弹进行有效的补偿,通常是将回弹量预先补偿到模具上,再次成形来判断模具型面的构造是否合理。本文介绍几种应力松弛成形模具型面构造方法,并分析各自的特点。     

模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响

复合材料在热压罐成型过程中由于发生不可避免的物理化学变化,将会发生固化回弹变形导致尺寸偏差。V型结构普遍用于飞机外表面,研究模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响,可有效保证复合材料成型精度,减少装配难度。本文通过建立有限元分析模型以及设计典型结构试验件相结合的方式,分析模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响。结果表明:变形预测与试验结果误差在5%内,V型复合材料阳模成型比阴模成型的变形要大10%～15%,其变形回弹量趋势与拐角角度、制件厚度成反比,阳模成型时其回弹与拐角半径成正比。     

某大型飞机复合材料壁板工艺仿真及验证技术

热压罐固化成型是制造复合材料的常用方法,固化期间罐内温度分布变化以及模具与复合材料构件之间的热不匹配、柔性模具的低热导率等因素导致制件内部不可避免的产生温度梯度以及残余应力,从而影响材料的使用性能。大尺寸曲面帽型壁板采用复合材料热压罐工艺成型,根据热压罐的工作原理,针对复合材料构件热压罐成型过程中温度场分布和固化变形等问题,进行了仿真分析,通过对比制件温度场分布和固化变形仿真计算结果以及全尺寸零件的实际验证结果,验证了预测方法的正确性。分别利用成型工装和检测型架改进优化以及制造过程优化来控制构件固化变形,使其形状满足产品尺寸的精度要求,证明根据工艺仿真计算结果以及工艺过程改进,可以对大尺寸曲面帽型壁板在制造工艺过程中出现的变形回弹及残余应力水平进行预估和最大限度的减小,实现复合材料结构设计和制造的一体化,提高制件的成型质量。     

复杂曲面导管成形技术研究

复杂曲面管类钣金件作为航空发动机的重要单件,由于其形状复杂且同时具有壁薄、直径小、需与另一钣金件的某部位相配合等特征,加工及外观质量很难保证。本文对复杂曲面导管进行了工艺分析,同时分析了其复杂曲面、小直径凸缘成形的工艺难点。分别从回弹量及尺寸控制、缺陷特征及模具修理、冲压前的零件表面保护3个方面,对复杂曲面的冲压成形控制进行研究,提出了一套复杂曲面的冲压成形控制方法。此外,还提出了一套"能有效改进小直径凸缘轧波成型后的各种缺陷及尺寸超差情况"的校正方法。分析得出"该类复杂曲面和小直径凸缘钣金件成形控制"的一般规律,为后续同类型零件的成形研究打下基础。     

复合材料C型肋零件回弹研究

采用碳纤维织物预浸料在阳模上按既定固化工艺制备C型肋零件,利用三坐标测量机测量了模具型面,零件在三端封边、大端切口及大端切口且缘条切边3种状态下的零件内型面,以及大端切口且缘条切边状态下的零件外型面,对零件的回弹进行了分析、验证.结果表明:对于铺层为[(±45°)/(-+45°)]n(3≤n≤6)的三端封边肋零件模具两侧缘条回弹补偿1.35°,大端缘条回弹补偿0.32°;大端切口与未切口状态对比缘条回弹变化很大;大端切口后,缘条切边与未切边状态对比缘条回弹稍有变化;大端切口肋零件模具两侧缘条回弹补偿1.69°,大端缘条回弹补偿1.62°.     

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     

重燃火焰筒胀形工艺及其模具结构

以采用环、纵槽冷却的重燃火焰筒为研究对象,对其进行结构分析、刚模胀形工艺分析,探讨了冲压胀形前的毛坯尺寸确定、缺省凹模的胀形模具的结构设计。通过细长筒在胀形过程中毛料成形特点分析,并结合通用冲压设备的实际工况,摸索类似零件的成形加工方法。研究结果已经在生产实践中得到应用,并取得了良好的使用效果和经济效益,为胀形模具的回弹调整以及冲压参数的选取提供了理论与实践依据,从而使模具成本大幅降低、生产效率大大提高,对实际生产具有很好的指导意义。     

端面带齿螺钉的冷镦加工

我厂加工一种端面带齿螺钉的外形及尺寸见图1.螺钉材料ICr18Ni9Ti,采用的工艺路线如下,丝材—→热处理退火—→冷镦毛坯 →振动光饰→无心磨螺纹外途→滚螺纹→成品.其中冷镦工序是关键工序,需解决两个问题:(1)带齿下模的制造;(2)不锈钢1Cr18Ni9Ti冷镦过程中极易与下模粘合在一起,如何防止.一、下模制造螺纹端齿形状及液压螺纹前的光杆尺寸(φ3.65mm)完全由下模保证,因此下模的型腔形状正好与零件相反.下模制造采用了冷挤成形工艺,即使用一个与零件相似的挤压模挤压模具型腔.工艺路线及草图见表.     

超厚双凸起蒙皮拉伸成形技术研究

拉伸成形是飞机钣金的基本成形方法。针对超厚蒙皮在拉伸成形过程中容易造成贴模度差等问题,结合有限元模拟分析分别从轨迹设计、回弹应力等方面对超厚蒙皮进行分析,建立了有限元计算模型。分析表明,该蒙皮采用预拉伸–包覆–补拉加载轨迹最合适,可以有效保证零件的贴模度。同时,结合有限元计算分析位移控制、压力控制及回弹分析设定合模间距在7mm、合模压力在22t时,应力、减薄量及回弹量分布均匀。试验验证该参数可以有效控制贴模度,达到设计要求。     

基于回弹补偿的零件成形模具设计技术:过程、现状与实例

<正>面向精确成形的零件成形模具设计的关键在于型面回弹补偿,而型面回弹补偿技术的难点源于零件外形面为不连续的双曲面,变形方向不唯一,结构要素之间相互影响以及铝锂合金等新型轻质材料逐渐应用。零件制造的本质是使设计的几何尺寸通过机床设备和工艺装备准确地传递到实物工件上。钣金零件是飞机的主要结构件,构成飞机的气动外形和骨架,其制造的尺寸传递经     

典型复合材料结构固化变形仿真预测与控制验证

针对典型复合材料结构固化成型过程中变形难以控制的问题,本文对典型复合材料结构的固化变形进行仿真预测,从固化工艺和模具补偿两方面对固化变形加以控制和验证。固化工艺方面以各设计点变形数据为基础确定了最优固化工艺曲线,模具补偿方面提出了一种构件有限元模型自适应调整的方法,综合考虑固化工艺参数与模具型面补偿采用了一种基于全局补偿量的协同控制方法。结果表明,通过仿真模拟L形构件的固化变形误差为12.4%,借助响应面优化算法得到的L形构件最优固化工艺曲线其固化变形预测值与各试验设计点最大变形的最小值偏差不超过3.3%;T形加筋壁板有限元模型经自适应调整后,对于下表面与目标型面之间的偏差距离,数值模拟值与试验测量值的最大相对误差为17.20%。通过全局补偿量的协同控制方法对半筒形壁板的模具进行补偿,其固化变形最大值相比于传统单一模具型面补偿控制方法降低了接近90%。