基于蒙皮拉形模拟系统的数控拉形仿真与实践

以FET 12 0 0数控蒙皮拉形机为对象 ,对数控蒙皮拉形过程有限元数值模拟系统STRETCHFORM前置处理的拉形机机构分析、运动反解以及数据接口等关键技术进行深入研究 ,开发了运动反解模块 ,克服了正向求解的不足 ,有效地解决了拉形过程CAE分析与数控设备控制 (CNC)的协调和高效结合这一技术关键。利用STRETCHFORM系统对进气道蒙皮进行“虚拟拉形” ,优化拉形钳口运动轨迹 ,并进行生产试验 ,取得了满意的结果。

蒙皮数控拉形位移加载设计方法研究

针对蒙皮拉形工艺设计、数值模拟与数控拉形设备高效结合的问题,提出板料变形与数控拉形设备机构运动相耦合的位移加载设计方法。基于数控拉形设备VTL1000建立蒙皮数控拉形数值分析模型;采用几何解析方法推导板料变形与机构运动位移加载的关系,将关系解作为数值模拟的边界条件。用研究实例证明该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。

马鞍形蒙皮拉形工艺参数仿真优化与试验验证

对某马鞍形蒙皮零件在拉形过程中的起皱和破裂现象进行了研究,以得到消除缺陷的方法。采用作图法,对该蒙皮零件进行了工艺性分析,确定了工艺参数的范围,用正交试验方法设计了数值模拟方案,利用AI-FORM软件拉形模块进行了模拟仿真,并对仿真结果进行了评估,确定了一种最优的方案,并再次进行了有限元仿真验证,最后在拉形机上进行了拉形试验。发现试验结果与有限元仿真结果吻合很好,消除了起皱和破裂等缺陷,提高了零件的成形质量。结果表明,对此蒙皮零件,拉形轨迹前部分采用较大伸长率,拉伸到4.9%,后部分采用较小伸长率,最终拉伸到7%,有利于避免起皱和破裂。另外,相较于FormCAM,AI-FORM在起皱模拟方面具有明显优势。

VTL型数控蒙皮拉形机加载轨迹设计

针对VTL型数控蒙皮拉形机建立三维数字化模型,并对其进行机构运动分析。根据蒙皮拉形变形特点,提出一种拉形加载轨迹设计方法。基于应变控制设计出执行钳口运动轨迹,并根据拉形机机构运动规律,将执行钳口运动轨迹转化成拉形机驱动机构运动参数。采用CAA技术在CATIA平台上开发了相应的加载轨迹设计软件;以柱形蒙皮为例,利用开发的软件设计加载轨迹,通过有限元模拟和试验,验证了轨迹设计的合理性。

机头锥蒙皮数控拉形过程全流程有限元仿真及回弹预测

为了提高新一代飞机的气动性能,对表面外形精度的要求显著提高,因此,必须控制蒙皮拉形后的零件回弹。基于自主开发的国产蒙皮拉形仿真软件AISF,对机头锥蒙皮数控拉伸成形、切边、回弹全过程进行了有限元仿真。对VTL1000数控蒙皮拉形机的关键运动机构进行了测量,建立了考虑机床实际运动的蒙皮拉形有限元仿真模型。将实际零件数控拉形代码直接输入有限元仿真模型,保证仿真边界条件与试验完全一致。考虑实际生产条件,建立了拉形—回弹—切边—压紧仿真模型,实现了回弹的仿真预测。根据优化后的数控拉形代码,成形出了实际零件并进行了数字化检测,发现回弹预测与实际基本吻合,验证了有限元仿真模型的准确性。

飞机蒙皮零件数控精确拉形技术应用研究

以某大型客机蒙皮零件为例,设计了基于数字化工艺设计与有限元仿真的数控精确拉伸成形技术方案。基于毛料面内变形状态分析设计了多工步拉形加载轨迹,通过"虚拟拉形"有限元模拟比较了多种纵拉和横拉方案及相应工艺参数下的成形质量。有限元模拟结果表明,该零件采用横拉方案效果优于纵拉方案,并根据有限元模拟结果优化了空间加载轨迹参数。根据设备求解生成数控代码,在Cyril Bath L2x350数控拉伸机上直接进行了自动化拉伸成形试验,获得了合格的零件,并比较验证了有限元分析和测量数据结果,验证了设计的飞机蒙皮零件数控精确拉形技术方案的可行性和准确性。

进气道马鞍形蒙皮件成形工艺与模具设计

分析了马鞍形蒙皮件结构及其成形工艺特点,制定了针对性工艺方案,在数控横向拉形机上采用凹模纵向拉形新工艺,设计了合理的模具结构,实现了蒙皮件在数控拉形机上的拉形。