飞机钣金成形信息化现状与关键技术解决途径

钣金成形是飞机制造的关键制造技术之一,钣金成形信息化则是构建先进钣金制造技术的核心所在.分析了钣金成形信息化的内涵,综述了国内外研究现状,提出了航空钣金成形信息化关键技术研究与工程应用的思路,面向工艺过程定义工程模型,驱动全局的工艺过程规划和各个局部工艺过程的参数设计、工装设计、数控编程,建立起全数字量定义、传递与控制模式;对源头各异的钣金成形工艺知识建库和集成使用,支撑工艺过程、加工参数、模具等生产数据的定义,建立起知识的数字化表达、管理和使用模式,从而实现钣金件高效、高质量的制造.     

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。     

U型变曲度蒙皮精确闸压有限元建模与参数影响分析

钣金类零件的制造是根据自身经验来制定生产工艺的,一直以来对工艺的革新较少,造成生产合格率偏低、成本高。而影响板材冷成形性能最主要的因素即为材料自身的成形性能。以U型蒙皮为研究对象,进行试验研究与材料分析,为有限元模型提供参数与验证。基于弹塑性有限元理论,通过测试毛坯材料的应力应变数据,建立材料的本构模型,准确预测闸压过程中钣金结构的应力、应变和回弹量。创建闸压成形仿真模型,模型验证后,进行闸压后试片内部应力应变分析、试片厚度,以及回弹分析。基于建立的有限元模型进行了毛坯材质与闸压方向的影响分析。     

钣金成形信息化发展关键技术

钣金成形广泛应用在航空、汽车、船舶等各个行业,而钣金成形信息化在钣金成形技术中起重要作用.钣金成形信息的存储方式、关联技术、信息规范技术、数据库技术、钣金成形信息共享平台技术、钣金成形信息的获取和利用技术,是钣金成形信息化的关键技术.通过这些关键技术规范钣金成形信息的表达、存储方式,建立完善的钣金成形信息平台,利用数据挖掘技术,为钣金成形技术人员提供钣金成形工艺方案、工艺规程、模具设计需要的充足的信息.钣金成形信息化技术的发展将理顺钣金成形信息的积累和利用,消除信息孤岛,提高钣金成形的整体工艺水平和工艺准备效率.     

大型复杂锯齿形化铣蒙皮成形工艺分析与优化

针对形面复杂、成形工艺流程长、加工难度大的复杂化铣类锯齿蒙皮零件,以飞机外蒙皮为例,对零件的形面特点及加工工艺难点进行分析。采用技术方案理论分析及 ABAQUS 有限元仿真模拟成形过程技术,对复杂锯齿蒙皮采用蒙皮拉伸成形加工过程中遇到的难点及蒙皮拉伸成形中锯齿蒙皮零件内部结构的应力、应变分布、整体变形、减薄,以及充分回弹后与工装的贴合情况进行了分析。通过有限元模拟仿真技术对蒙皮拉伸成形结果的预测,进而优化相应的工装设计结构和蒙皮拉伸成形设备的加工参数,来减少传统钣金加工零件成形过程中的试错过程,进而提高锯齿蒙皮零件的成形质量、节约工装制造费用、缩短零件制造周期。     

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。     

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.     

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。     

TC4合金等温成形过程模拟与组织预测

在试验研究的基础上，建立了能够反映锻造热力参数对材料成形性能影响的新型本构方程，并采用变形与传热耦合分析的刚塑性有限元数值模拟方法，全面系统地研究了TC4合金的等温成形过程，基于建立的该合金动态再结晶组织的演化模型，定量地预测了等温成形过程中TC4合金微观组织的演变情况，并分析讨论了工艺参数合金微观组织演变过程的影响，从而为TC4合金热成形工艺参数的优化设计和控制提供了基础。