电辅助5A02薄壁管缩口增厚成形数值模拟与实验研究

提出了管坯前端通电、后端冷却的电辅助铝合金薄壁管缩口增厚成形方法,建立了电辅助5A02铝合金薄壁管缩口增厚成形有限元模型。为研究管坯通电预热时间、成形时的温度分布以及电流密度对增厚厚度的影响,进行了多组有限元模拟。模拟结果显示,管坯温度沿轴向递增,电流密度与增厚厚度呈正相关关系,并得到了不同电流密度下对应的成形前预热时间。开展了电辅助5A02铝合金薄壁管缩口增厚成形实验,结果显示,实际温度分布与模拟结果基本相符,提高电流密度可加大增厚厚度,获得了增厚比达280%的5A02铝合金缩口增厚管,实验结果与有限元模拟结果基本相符。

超声振动-电脉冲耦合铝合金薄壁管缩口增厚成形

在航空器中,使用缩口增厚管螺纹的连接方式,可以改善传统缩口拉杆铆接带来的增重问题。管件增厚率是缩口增厚成形的重要指标。为进一步增加缩口增厚管的厚度,提出了超声振动-电脉冲耦合缩口增厚成形方法,首先进行了5A02铝合金薄壁管电脉冲耦合缩口增厚成形实验,发现提高电流强度有利于提升管材温度、减小成形抗力、改善管件的屈曲缺陷,以及增加管件厚度;进一步地,开展了超声振动-电脉冲耦合作用下5A02铝合金薄壁管缩口增厚成形实验,结果显示,施加超声振动的管件更早进入增厚成形阶段,成形后增厚区的平均增厚率、增厚区与缩口区的平均增厚率之差更大,说明超声振动与电脉冲耦合工艺利于增厚成形。