考虑周向波形特性的航空管路弯曲成形起皱理论建模与临界成形半径分析

针对传统弯曲起皱理论模型忽略管材周向波形特性造成预测精度不高的难题,基于理论推导和参数拟合建立了管材起皱周向波形函数,结合管材弯曲应力特性建立了其成形起皱机理模型,采用有限元仿真以及实验方法验证了该理论模型的正确性。研究结果表明:新建理论模型的管材起皱预测准确度达到了94.5%,较传统模型提高了12%,改善了传统模型预测精度不高的难题;弯曲半径越小,管材越易起皱。工程中为避免起皱,临界弯曲成形半径不应小于1.89倍管道直径。

芯棒参数对超薄壁管数控绕弯成形质量的影响

为提高超薄壁管材的弯曲成形质量,研究了芯球个数、芯球厚度和芯棒支撑角度等芯棒参数对壁厚变化和椭圆度的影响。设计了3种芯球厚度和7种芯球个数,组合得到21种不同的芯棒支撑角度方案,建立了超薄壁不锈钢管材数控绕弯成型有限元分析模型进行仿真计算,并进行了试验验证。结果表明:芯球个数对壁厚减薄的均匀性有一定的影响,芯球个数相同时,芯球厚度越小,最大壁厚减薄率也越小,最大壁厚减薄率随着芯棒支撑角度的增大而变大;随着芯球个数、芯球厚度或芯棒支撑角度的增加或变大,椭圆度都有减小的趋势;同时总结出超薄壁不锈钢管材的合理的芯棒支撑角度范围为θ/3~θ/2。此项研究对指导芯棒参数设计、提高超薄壁管材的成形质量具有重要意义。

基于模具创新设计的高强钛管小半径加热绕弯扁化控制

目的发展小直径高强钛管小弯曲半径(R=1.5D)加热弯曲成形的截面扁化缺陷控制技术。方法基于对管材弯曲前预变形和弯曲过程中施加有效约束的原理,设计变曲率型腔的反变形压力模结构、勺形芯模结构和带芯球的柔性芯模结构,结合有限元仿真分析,研究探索不同模具结构设计对弯管截面扁化的影响。结果与"压力模+圆形芯棒"模具组合相比,使用反变形压力模可以将最大截面扁化率降低9%~21%;与传统模具组合下的最优扁化率(6.19%)相比,反变形压力模结合勺形芯模和带芯球的芯模可进一步将扁化率降低24%~33%,最优扁化率为3.9%。结论反变形压力模和勺形芯模带芯球的芯模相结合的模具结构设计,有效解决了小直径高强钛管小弯曲半径成形的截面扁化问题,将扁化率控制在4%以内。

时效工艺对2099合金组织性能的影响

采用维氏(HV)硬度测试、力学性能测试、透射电镜(TEM)观察等技术手段,研究了双级时效工艺对2099合金组织性能的影响。结果显示,双级时效处理能够显著改善2099合金的综合力学性能指标,合金屈服强度和抗拉强度的增幅分别达144 MPa和98 MPa,而塑性降低0.6%。终时效温度由146℃升高到170℃,达到峰时效态的时间缩短24 h,综合强塑性指标波动较小。时效过程中析出相的演化规律为:预时效态,基体析出相以δ'相为主,T1相较少;峰时效态,以T1相为主,δ'相次之,θ'相很少;过时效态,T1相和δ'相略有粗化,且δ'相数量减少。

矩形薄壁金属管冷绕弯成型分析及改进设计

制造业轻量化技术的发展,使矩形薄壁金属管材得到了更多应用。本文借助有限元分析软件,仿真矩形大口径薄壁管绕弯成型过程,并提出一种新型的基于阿基米德螺线的芯头结构设计,来提高弯管成型质量。仿真分析表明其对改善截面畸变效果显著。对丰富管件绕弯成型方式、提高弯管质量具有重要意义。

航空发动机导管加工设备与精度保障研究

若将航空发动机比作人的心脏,那发动机导管则是连通各个"器官"的"血管",用于输送"血液"、"氧气"等物质的重要管道,对整体的运行发挥着至关重要的作用。为了确保正常飞行,必须确保发动机导管的正常工作,而发动机导管的工作情况,在很大程度上取决于加工设备的精度。为提高航空发动机导管的工作效率、使用寿命,本文主要论述常用导管加工设备及保障航空发动机导管加工设备精度的方法。

固溶工艺对2099合金组织性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能测试等实验手段,研究了单级固溶和强化固溶工艺对2099合金型材组织性能的影响规律。结果表明:型材基体中分布着呈球状或板条状的Al-Cu-Mg相及无规则的Al-Cu-Mn-Fe脆性相。固溶态下,随着固溶或预固溶温度的升高,粗大析出相的固溶效果得到明显改善,Al-Cu-Mg相基本上固溶到基体中,Al-Cu-Mn-Fe相的尺寸减小、数量降低,但尚未完全固溶到基体中;合金的强度随着固溶或预固溶温度的升高而降低,而塑性获得不同程度的提高。时效态下,随着固溶或预固溶温度的升高,合金塑性指标降低,时效强化趋缓,时效强化相演化规律表现为:T_1相的密度增大,尺寸减小,θ'相、δ'相及δ'/β'等亚稳相的比例减小。