基于ABAQUS的筋板件时效成形型面回弹补偿算法

基于回弹预测与控制的模具型面补偿,是时效成形工艺研究亟待解决的关键问题。该文根据回弹补偿原理,提出了基于零件形状虚拟迭代修复的时效成形模具型面回弹补偿修正算法的思路。以2A12铝合金筋板件蠕变时效成形过程为研究对象,利用ABAQUS有限元分析平台,在筋板件时效成形及回弹模拟分析的基础上,实现了该过程模具型面的回弹补偿优化设计。研究结果表明,提出的型面补偿算法具有良好的收敛性,数值模拟结果验证了该算法的可行性。

2A12铝合金焊接筋板件蠕变时效成形有限元分析

为实现对筋板焊接件蠕变时效成形规律的有效预测和描述,基于高温电子蠕变拉伸实验,构建了2A12铝合金的蠕变本构关系,进而基于ABAQUS有限元分析平台,建立了筋板件蠕变时效成形分析方案和流程,试验验证了该分析方案的可行性。筋板件时效成形过程数值模拟结果显示,蠕变时效时间越长、加载压力越大、筋条高度越高、板材厚度越厚,筋板件的成形效果越好;模具半径和筋条宽度越大,筋板的成形效果越差。

TA15合金大型筋板件等温局部加载晶粒尺寸演化研究

随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组织不均匀等缺陷。为此,文章采用内变量法,建立了TA15合金高温变形微观组织演化物理模型,并与有限元软件DEFORM 3D结合对TA15合金筋板件等温局部加载成形过程等轴α相晶粒尺寸演化进行数值模拟。结果表明,锻件先加载区、后加载区及变形过渡区晶粒尺寸基本一致;随着温度的升高,锻件等轴α相晶粒尺寸平均值,呈先减小,后增加的趋势;锻件等轴α相平均晶粒尺寸随模具运动速度增加,先快速减小,后趋于平缓,较大的模具运动速度易造成组织不均匀性增加;采用只局部加载的加载方式,可以获得比采用先局部后整体的加载方式,更均匀细小的组织。

2A12铝合金筋板件搅拌摩擦焊工艺及焊后时效成形

基于焊接结构件的时效成形工艺为大型整体壁板类零件的低成本制造提供了一条新思路。为评价该工艺的可行性并探索其实现基础,针对2A12铝合金典型筋板试验件,探索了其搅拌摩擦焊工艺,并对焊后筋板件的时效成形性进行了评价。结果表明,采用单独的T型搅拌摩擦焊工艺即可实现该类筋板件的焊接成形,且调整焊接工艺参数,可获得良好的焊接性能。焊接接头不同区域表现出与母材在组织和性能上的差异性,前进侧热机影响区为其薄弱区。焊后筋板件具有较好的蠕变时效成形效果,零件成形质量随时效时间和时效温度的增大而提高。

基于响应面法的筋肋板辊轧成形工艺参数优化

利用物理试验和数值模拟,研究了带高筋肋板的辊轧成形,分析了变形影响因素,并优化了成形工艺参数。针对筋肋填充性以及横、纵筋高一致性的典型问题,以摩擦因子m、型槽过渡圆角半径r、轧辊直径d为优化变量,建立了带高筋肋板辊轧工艺参数的响应面分析模型,将横、纵筋高以及二者差值作为目标函数对变量进行优化。结果表明:对横、纵筋高影响最大的是摩擦因子m和轧辊直径d、型槽过渡圆角半径r次之;对横、纵筋高差值影响最大的是轧辊直径d。采用最优解组合:摩擦因子为0. 8,型槽过渡圆角半径为0. 92 mm,轧辊直径为Φ349 mm,可使横、纵筋高值相对优化前提高50%以上,两者差值减少52%,成形效果得到极大改善。

无人机复合材料壁板Z-pin工艺技术研究

介绍了Z-pin在无人复合材料壁板中的应用及复合材料Z-pin的拉挤工艺,利用热压罐和真空袋压整体Z-pin嵌入工艺,在无人机复合材料层板、板筋结构件、复合材料胶接连接件及泡沫夹层中的应用。对于板件在保持面内抗拉强度的同时,提高无人机复合材料壁板的层间断裂韧性及损伤容限,有效改善了复合材料蒙皮的抗冲击性能。