大型整体壁板加工变形控制技术研究

针对典型大型整体壁板数控加工后变形量高达40mm且无法喷丸校形的问题,采用有限元仿真研究毛坯初始残余应力与零件变形量的相关性,通过改变加工顺序,优化加工过程材料去除策略,有效控制整体壁板的加工变形。结合实际工艺方案,通过合理选择切削参数,即采用小直径刀具径向逐层走刀,切削轨迹由沿宽度方向调整为沿长度方向,减少零件加工变形量。通过实例加工验证了该方法能有效解决大型整体壁板加工变形的问题。

一种整体壁板填料辅助滚弯成形过程中填料作用机理

研究一种2A12铝合金整体壁板的聚丙烯填料辅助滚弯成形工艺,结合力学分析、数值模拟和实验验证,揭示填料的作用机理。结果表明,整体壁板筋条与蒙皮处的中性层位置差导致其成形后母线直线度不达标,填料可以降低这种中性层位置差。当填料与筋条有一定宽度间隙(1~3 mm)时,可以避免填料卷曲和筋条失稳。而填料和筋条的高度间隙决定填料可被压缩程度,当填料在压缩后仍高于筋条(1 mm)时,可以达到最佳的压力传递效果。填料的弹性模量在一定范围内时(450~1300 MPa),对整体壁板的成形精度影响不大。但填料弹性模量较低时(50 MPa),填料传递的压力不足;填料弹性模量较高时(20 GPa),整体壁板弯曲变形受限。实验后壁板母线直线度的测量结果验证了填料的作用机理。

航天器X型整体壁板加工变形控制技术研究

针对航天器X型整体壁板在铣削过程中产生加工变形导致结构尺寸超差的问题,提出一种利用有限元仿真预估零件加工变形程度的方法来优化加工工艺方案。对壁板加工过程中的受力状态进行研究,给出了一种利用铣削轨迹获取各个方向铣削力的方法,并利用铣削力有限元仿真来预估整体壁板的加工变形程度。同时,根据优化后的工艺方案设计了分腔式真空吸附工艺装备。通过实例加工验证了该方法控制铣削变形的有效性。

有色金属整体壁板成形技术研究进展

文章从原理、特点、成形规律及主要影响因素等角度分析常见的有色金属整体壁板的成形技术,如蠕变时效成形、喷丸成形、增量压弯成形和多点压弯成形;并探讨有色金属整体壁板成形技术的发展发向。

飞机大型铝合金整体壁板高速铣削加工工艺

飞机整体壁板不但具有蒙皮的气动外形,且具有一定的强度和功能,尤其是新型战机的整体壁板,其机身型面轮廓度和隐身锯齿边外形精度要求更高,在新型飞机上的应用越来越广泛。整体璧板常用铝合金或钛合金材料,铝合金壁板加工方式有两种:(1)对于能够采用喷丸成形的壁板,先将壁板数模的曲面展开成为平面,数控加工后喷丸成型,其特点是节省材料,数控加工较容易。

典型机翼整体壁板止裂特性分析及优化设计探讨

相对于传统的组合壁板来说,机翼整体加筋壁板有着更加优异的防腐性、制造成本也更低,还有着更长的疲劳使用寿命。但从实际情况来看,整体壁板在损伤容限性能方面则相对欠缺,尤其是在裂纹扩展到筋条上时,破坏筋条无法达到止裂效果,甚至会在一定程度上影响结构本身的稳固性。本文通过建立有限元模型和计算,结合结构剩余强度特征曲线分析了典型机翼整体壁板止裂特性,在明确加筋板开裂形式的基础上提出了基于胶接止裂条的破损安全设计这一优化形式,旨在为相关研究人员提供参考。

整体壁板成形评述

介绍了整体壁板的概念和分类,总结了传统和现代的整体壁板成形工艺方法,如滚弯成形,增量压弯成形,蠕变时效成形,喷丸成形和激光弯曲成形,比较了它们之间的优、缺点及适应范围,简述了各成形工艺目前的应用状态及发展前景。提出针对不同外形形状和筋条高度的整体壁板的成形,可以采用不同的成形方法,必要时还可将几种成形方法进行复合。

网格式整体壁板增量成形有限元模拟

将机加后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大难度,为此,采用有限元方法进行壁板成形工艺模拟,分析壁板加工过程中的应力应变分布与失稳开裂现象.研究表明:网格式整体壁板增量成形过程中,塑性变形主要集中于筋条处,成形后的壁板主要是由于筋条发生塑性变形而导致壁板外形的改变.在成形过程中,筋条容易出现失稳与开裂现象.采用分段逐点循环模拟的方法,实现了网格式整体壁板结构件增量成形过程的数值模拟.

整体壁板增量压弯过程应力应变模拟

整体壁板结构特点为蒙皮和纵横交错的加强筋为一整体,将机械加工后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大的难度。本文采用MARC有限元软件分析了整体壁板成形过程中应力应变变化情况。研究表明:整体壁板成形过程中,筋条处的应力状态最为恶劣,筋条与蒙皮过渡区处于三向拉应力状态,同时有剪切塑性应变发生,容易导致该处开裂,对于高筋条来说,还容易导致失稳现象发生;筋条的塑性变形既有凸模下压导致的塑性变形,又有蒙皮回弹导致的塑性变形;塑性变形区主要集中于筋部,蒙皮几乎不发生塑性变形;成形后的壁板将保留较大的残余应力,该应力主要是由蒙皮弹性回复所引起。

大型空间站整体壁板结构技术进展

首先介绍了国际上整体壁板结构技术的发展现状,对空间站整体壁板结构设计、材料和制造成形技术进行了分析和总结,继而展望了其发展前景和方向。同时结合国内密封舱结构技术的发展情况,指出了中国大型空间站整体壁板结构研制面临的难题和挑战,并提出了相关的研究建议。

大型机翼整体壁板时效成形技术

分析了单级时效、双/多级时效、振动时效以及应力位向效应等工艺措施和因素对铝合金机翼整体壁板材料时效成形特性的影响,得到以下结论:应采用双/多级时效处理,以提高成形后壁板材料的综合性能;应采用振动时效应力松弛,以加速应力松弛,降低回弹,并提高成形后壁板材料的抗疲劳性能;对时效过程中存在应力位向效应的铝合金,应设计合适的时间温度曲线与加载曲线,以避免壁板材料因应力位向效应产生各向异性,导致材料屈服强度降低。提出了大型机翼整体壁板时效成形的工艺流程,给出了成形过程中热压罐内的温度时间曲线和气压时间曲线;提出了成形工装的模块化、标准化与柔性化设计以及解决壁板时效成形回弹问题的有限元方法,并对中国研究发展大型机翼整体壁板时效成形技术提出了建议。

整体壁板时效成形模具回弹补偿的工艺研究

时效成形是解决整体高筋壁板成形、提高零件制造精度和使用寿命的有效工艺方法,但由于具有回弹量大,且模具型面难以确定和修正的特点,限制了其在国内工程化的应用。该文针对小曲率、小变形整体壁板的时效成形,通过时效成形基础试验,研究其回弹规律,并应用几何补偿算法,进行模具型面的回弹补偿计算。实验验证表明,零件外形曲面误差小于1mm,筋条处的误差小于0.5mm,证明该回弹规律及补偿算法具有有效性和准确性。

大型整体壁板成形技术

大型整体壁板是现代先进民用飞机的重要结构件,大型整体壁板成形技术是整机研制过程中所必须要解决的重大关键技术。从大型整体壁板的结构特点出发,介绍了整体壁板的结构形式和分类,重点阐述了整体带筋壁板喷丸成形技术和时效成形技术的国外研究应用进展及发展趋势,分析了国内现有整体壁板成形技术的基础和存在问题,特别介绍了国内在ARJ21新支线飞机研制中所取得的最新进展。最后针对中国大飞机研制的紧迫需求,提出了尽快开展大飞机机翼和机身整体壁板成形技术研究的建议和对策。

某型火箭整体壁板增量压弯成形试验

采用逐点增量弯曲的方法对某型火箭的网格式带筋整体壁板进行了试验研究,获得了正确的工艺路线和工艺参数,满足了壁板的外形检验要求。试验证明,增量压弯成形工艺是成形具有一定曲率外形的复杂结构整体壁板的合理而有效的方法。

整体壁板结构弹塑性弯曲中性层位置分析

中性层位置是壁板结构设计和分析及其弯曲成型工艺的重要参数,工程上将截面形心作为弹塑性弯曲中性层位置的方法存在很大误差。通过弹塑性分析,考虑了材料塑性强化效应,建立了一种便捷的计算整体壁板结构弹塑性弯曲中性层位置的方法,并和数值仿真结果进行了对比,分析结果表明:弹性弯曲时,中性层位于截面形心;而进入塑性弯曲阶段,中性层位置随着弯曲半径的减小向蒙皮方向显著移动;在整体壁板常用的相对弯曲半径下(ρ/t≥10),壁板的变薄可以忽略不计,应力中性层和应变中性层几乎重合。

塑料辅助网格式整体壁板滚弯成形实验研究

文章提出一种新的壁板成形方法——填料辅助网格式整体壁板滚弯成形,即采用高精度数控机械加工技术,将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料。研究了塑料填料的滚弯成形工艺,实验结果表明,塑料填料明显改善了壁板的受力状况,有效的保护了筋条,成形之后壁板的筋条没有发生失稳开裂等缺陷,且成形后壁板的直线度与弯曲度满足工艺要求。

整体壁板填料滚弯成形工艺研究

整体壁板具有重量轻、结构强度高、刚性好等优点而被广泛应用于航空航天工业。但是整体壁板的制造工艺复杂、生产周期长。为了解决这一问题,提出了一种新的成形工艺,即采用高精度数控机械加工技术将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料,并研究了塑料和橡胶两种填料滚弯成形实验。实验结果表明,这种填料滚弯技术可以成形出满足工艺要求的整体壁板。

基于特征映射的超临界机翼整体壁板板坯快速建模技术研究

将整体壁板分解为特征的集合,并进一步将特征分解为特征的位置、方向、几何尺寸、布尔运算等信息的集合。采用曲面优化展开映射实现了特征映射,通过特征的分解、映射与重构解决了超临界机翼整体壁板板坯快速建模的问题。喷丸成形实验表明,采用特征映射法计算完成的板坯成形后尺寸达到了设计要求的精度。

ARJ21飞机大型超临界机翼整体壁板喷丸成形技术

ARJ21飞机大型超临界机翼整体壁板喷丸成形技术在马鞍形和扭转外形预应力喷丸成形技术、超临界机翼整体壁板喷丸路径设计方法、柔性预应力夹具、喷丸成形工艺设计与优化的数值模拟技术等方面取得了技术突破和创新。

大型整体壁板用扁挤压筒的温度场及热应力分析

采用弹性有限元法对生产大型整体壁板用扁挤压筒的温度场和热应力场进行了数值模拟 ,获得了扁挤压筒在不同加热条件和装配条件下的温度分布及热应力分布情况。结果表明 ,对内孔尺寸为 850 mm× 2 50 mm的三层和四层扁挤压筒 ,有中间层加热圈时温度场的分布比无加热圈时的情形较为均匀 ;内孔尺寸为 850 mm× 2 50 mm的四层扁挤压筒 ,由于扁挤压筒内的温度不均匀分布所引起的最大热应力高达 50 0 MPa以上 ;