外筋筒形件旋挤成形数值仿真研究

针对大型运载火箭箭体短壳构件传统加工周期长、材料利用率低等问题,提出了通过旋挤成形加工带外筋筒形件的方法。基于数值仿真方法开展了2219铝合金带外筋筒形件在不同壁厚、筋条高宽比和筋条稀疏度下的旋挤成形材料流变分析。结果表明:随着筒坯壁厚的增大,材料流动集中在与旋轮接触表面,筋条填充度更高;筋条存在极限高宽比,超过极限宽度后筋条出现筋高分布不均、材料与约束套筒贴合度差等缺陷;筋条稀疏度越高,材料受到的等效应力越小,使得筋条的成形更为困难。通过旋挤设备进行试验,成形出了外筋筒形件,证明了采用旋挤方法成形外筋筒形件的可行性。