基于固有应变法的中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测

为提升中空薄壁铝合金结构件焊接变形与残余应力预测精度。基于固有应变法与焊接热输入参数对焊接等效载荷开展求解,利用有限元仿真方式从变形及应力的角度出发,分别对焊接变形及残余应力进行分析,并通过焊接试验进行验证。结果表明:焊缝左右两侧的边缘区域是产生焊接残余应力的主要位置,横向、纵向残余应力分别为275 MPa、181 MPa,结构件上蒙板呈马鞍形分布,焊接所导致的最大变形分布在上蒙板左右两侧,左右两侧仿真最大值分别0.299 mm、0.274 mm,左右两侧试验最大值分别0.37 mm、0.34 mm,试验变形值略大于仿真变形值,两侧变形预测误差率分别为19.1%、19.4%。研究结果可为类似中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测提供一定参考依据。

铝合金大型薄壁平板件反重力铸造技术要点探讨

本文主要探讨了铝合金大型薄壁平板件反重力铸造技术的要点。首先,介绍了铝合金薄壁平板件在航空航天领域的重要应用和挑战。其次,介绍了模拟仿真技术在反重力铸造中的应用。随后,分析了传统铸造工艺中出现的问题,包括材料性能不稳定、组织缺陷以及壁厚不均匀、加工工艺复杂等。接着,详细介绍了低压铸造、真空吸铸、差压铸造、调压铸造、射压铸造技术、等温引射铸造技术和液态金属电磁悬浮技术等新型反重力铸造技术的原理和应用情况。最后,总结了本文的研究成果,并指出了未来铝合金大型薄壁平板件反重力铸造技术研究的方向和挑战。本文的研究结果对提高铝合金大型薄壁平板件的铸造质量和效率,推动铸造技术的发展和创新具有重要的意义。

基于Isight的铝合金薄壁零件铣削参数优化

铝合金薄壁零件在铣削加工中容易产生变形,而铣削力是影响变形量的主要因素之一,选取某6061铝合金薄壁零件作为研究对象,提出了基于Isight平台的铣削参数优化方法,通过Isight平台中的DOE模块结合ABAQUS有限分析,以主轴转速、铣削深度、铣削宽度三个铣削参数作为因子,开展最优拉丁超立方试验设计方法设计样本点,将样本点数据做为搭建近似模型的输入数据,以铣削力为优化目标,采用了Approximation模块中Kriging近似模型方法,并结合多岛遗传算法对铣削参数与铣削力的Kriging模型进行寻优,研究发现,克里格近似模型准确的拟合出了铣削参数与铣削力的关系,铣削力减小了39.36%,使得主要尺寸由优化前的109.13 mm和58.16 mm减小到了109.04 mm和58.03 mm,优化结果显著,验证了基于Isight解决铣削参数优化问题是可行的。

外形复杂的高精度铝合金薄壁件加工工艺

基于外形复杂的高精度铝合金薄壁件难加工特性,优化加工工艺,合理安排热处理、冷加工和电火花线切割工序,形成了表面质量可控的工艺路线,提高了加工质量和加工效率。

铝合金球面薄壁件激光辅助剪切旋压成形实验

热能场是提高构件可成形性和尺寸精度的主要途径.针对传统热源温度波动大的问题,将可控性好的激光热源引入薄板剪切旋压成形中,通过局部加热与局部变形匹配提高构件的可旋性和成形精度.基于现有旋压机搭建激光辅助剪切旋压平台,建立激光热源刚性连接下椭球面构件激光照射点漂移模型,分析激光热场加载最优区域.理论分析表明,对于截面圆半径变化较小的构件,刚性连接的激光热源可实现旋压过程精准加热.基于此,开展铝合金椭球面薄壁件激光辅助剪切旋压试验,结果表明与室温旋压相比,激光辅助剪切旋压可以显著提高难变形材料的可旋性,并明显改善铝合金椭球面薄壁件厚度和贴模度的精度.研究结果证明了所开发试验装置和工艺设计方法的可行性.

航空铝合金薄壁件加工变形的分析与工艺方案设计

飞机整体结构件存在结构复杂、薄壁部位多和零件本身要求精度高等特点,在高速铣削过程中极易发生变形,使零件尺寸超差。以飞机舱门零件为研究对象,主要分析影响铝合金加工变形的影响因素,根据零件的结构特点制定合理的加工工艺方案,选取合理的加工参数,确保工艺过程的合理性和有效性,同时确保零件的尺寸合格,保证产品质量。

6061铝合金冷挤压薄壁件产生裂纹的原因及改进

从6061铝合金冷挤压薄壁件生产过程中的坯料准备、冷挤压和热处理等工艺,分析了冷挤压薄壁件产生裂纹的原因。提出了改进工艺方案,降低了工件产生裂纹的概率,缩短了工件的生产周期,降低了生产成本。

汽车用6xxx系铝合金薄壁件的韧性断裂行为

针对汽车用6xxx铝合金薄壁件,采用准静态拉伸实验获得材料的真实应力—应变曲线,通过线性回归拟合的方法得到6061和6063材料的Johnson-Cook本构参数A、B、n值分别为90 MPa、422.58 MPa、0.5234和60 MPa、323.57 MPa、0.428。为了准确地预测铝合金变形过程中的开裂行为,将Crockroft-Latham韧性断裂准则引入到数值模拟中,计算出6061和6063铝合金材料的韧性断裂常数分别为334.09 MPa和309.79 MPa。对铝合金缺口试样拉伸实验和汽车铝合金薄壁件压缩实验进行数值模拟和实验验证,发现试样的力和位移曲线以及断裂位置与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够方便、准确地预测两种铝合金材料薄壁件的开裂行为。在实际的工程应用中,该方法成为判断材料的断裂失效的一种有效的方法。

基于数值仿真的铝合金大型薄壁件的浇注系统设计

采用有限元模拟技术,对不同浇注方式下A356铝合金大型薄壁件的充型和凝固过程进行仿真,预测了不同浇注方式下薄壁件可能出现缺陷的位置,对比分析了各种浇注系统的优缺点。结果表明,雨淋式浇注系统有利于铝合金大型薄壁件的充型,其充型过程平稳,凝固有序,卷气、缩孔、缩松现象较少。选用雨淋式浇注系统,获得尺寸为1272mm×506mm×4.7mm的汽车前盖板合格铸件。

基于数值模拟的铝合金薄壁件金属型低压铸造工艺设计

以A356铝合金为研究对象,基于数值模拟方法使用商业铸造软件ProCAST设计了薄壁件金属型低压铸造工艺,并针对铸件表面缺陷进行分析,提出了工艺改进方案,铸造出了截面呈L型,尺寸为长300mm、宽100mm、壁厚1.5mm的完整铸件,铸件表面质量好,无缩松等铸造缺陷。

铝合金薄壁零件切削加工变形控制技术

基于对铝合金薄壁件切削加工的经验积累,归纳总结了汽车功能主模型中铝合金薄壁零件的切削加工变形的控制技术。有限元分析法被用于分析切削加工引起的弹性变形,以检验和优化加工工艺设计方案。同时,还系统分析了加工基准的设置、工艺桩位置的布置、铣刀材质的比较、冷却液的选用、CAM编程刀具轨迹的优化以及特殊形状的分型问题等方面对加工变形的控制技术。上述技术已在实际加工中获得成功应用,这些技术对其他领域的薄壁件加工变形控制也有很强的指导意义。

铝合金薄壁壳体件挤压铸造成形工艺的初步研究

采用挤压铸造法,通过专用模具,对铝合金薄壁壳体件进行了初步成形研究,探讨了模具温度、浇注温度、压力大小及保压时间等对制件成形的影响,并检测了制件的拉伸性能,微观结构以及断口特征等.结果表明,浇注温度是成形成功与否的关键,提高浇注温度有利于充型,720～740 ℃之间是充型的最佳温度区间.在该温度下成形,制件塑性、强度都能满足使用要求.同时,挤压铸件微观晶粒细小,无枝晶产生;断口呈现韧性特征.

铝合金薄壁框架件加工变形的应力分布研究

7075航空铝合金薄壁框架件加工变形的预测是构件形变控制领域的技术难题,掌握铝合金薄壁框架件上的加工应力分布对预测构件变形有着重要的作用.本文运用弹性力学理论,在实验基础上,利用层削法和X射线衍射应力测试技术,建立了薄壁框架件的应力与弯曲变形的力学模型.模型反映了加工应力和初始应力对构件实际变形的影响机制,在此基础上,再通过数学解析方法,以这两种应力场分布为主变量,构建了薄壁框架构件应力与变形的函数,完成了对构件最大变形挠度的计算.通过比较实验所测构件变形值与计算得到的变形结果发现：构件实际测量最大变形量基本处于数学解析函数计算变形区间内,数据偏差在20~50μm.研究结果表明：在已知初始应力、结构尺寸、加工参数条件下,解析函数能有效地预测出薄壁框架件加工后的变形,可为薄壁构件加工变形控制提供工艺指导.

铝合金薄壁件铣削加工精度控制研究

为了实现对薄壁件较高精度的铣削加工,文章通过理论分析与实验研究相结合对铝合金薄壁件的铣削加工过程中的精度控制方法进行了较为系统的研究。在侧壁的铣削加工上,从有限元分析,理论分析以及实验验证的角度考察了过切倾斜控制和分层对称铣削方法对提高加工精度的影响;在腹板铣削加工上,通过理论分析和实验考察,分析了切深、刀具的选择以及走刀方式对加工变形的影响。最终得出结论:在侧壁铣削加工过程中采用过切倾斜控制和分层对称铣削方法能有效克服薄壁件刚性弱的缺点,加工精度较高;在薄壁腹板铣削加工过程中发现采用刀尖圆角半径为0,以及较少的齿数刀具可以有效减小加工变形,在走刀方式上,螺旋铣削路径将是减小零件加工变形的优选走刀方式。

铝合金薄壁壳体件液态模锻成形过程的数值模拟

铝合金薄壁壳体件是航空航天及兵器工业上广泛采用的零件,但其制造工艺却长期得不到有效解决。文章采用Anycasting和DEFORM-3D软件,分别对充型阶段的凝固和塑性变形阶段进行了计算,并通过复合加载保证了零件使用性能上的要求。结果表明,模具和浇注温度越高,则凝固时间越长,且模具温度的影响要大于浇注温度的影响;在保证铝液完全充填型腔的前提下,充分考虑了模具的使用寿命和铝合金熔化温度的要求,进行了模具温度和浇注温度的优化;采用复合加载来代替简单加载可以有效地提高制件密度,使零件性能趋于均匀化。

大直径6061铝合金筒形件旋压工艺及性能研究

利用数控旋压设备研究了内径Ф400 mm、长度达到1 300 mm的6061铝合金筒形件的错距旋压减薄工艺,并借用金相显微镜、力学拉伸试验分析了旋压筒形件固溶、时效后的显微组织和室温力学性能。结果表明,通过控制合适的减薄率、进给比、轴向错距量等因素,利用错距旋压工艺制备此种筒形件是可行的,研制出的工件尺寸完全符合图纸要求,且精度较高;固溶、时效后旋压筒形件的力学性能完全满足要求值。

铝合金复杂曲面薄壁件液压成形技术

介绍了适合于制造铝合金复杂曲面薄壁件的液压成形技术,包括充液拉深、可控径向加压充液拉深和液体凸模拉深。由于充液拉深能提高成形极限,适合于制造铝合金复杂型面零件。可控径向加压充液拉深通过径向压力向内推料,进一步提高了成形极限,适合于成形大高径比筒形件。液体凸模拉深适合于获得深度较大、形状复杂、尤其底部具有小过渡圆角的复杂形状零件。

提高6061铝合金薄壁型材伸长率的试验研究

针对生产中薄壁6061-T6型材伸长率不合格的现象,通过扫描电子显微镜对截表面显微组织以及拉伸断口进行观察和分析,并研究时效工艺对伸长率的影响。结果表明,型材显微组织中存在明显的夹杂物、孔洞、凹坑、裂纹等微观缺陷,夹杂物主要是碳化物、氧化物及纯铝块,这些缺陷的存在会明显降低薄壁类型材的伸长率。通过降低时效温度和缩短时效时间可以提高型材的伸长率,同时保证强度性能符合要求,使6061-T6铝合金薄壁型材的伸长率优于技术要求的10%。

薄壁铝合金件的高速切削工艺研究

分析了薄壁铝合金零件的结构特点及加工工艺方案;研究了高速切削中减小其加工变形的切削参数优化策略。采用该措施可以有效地减小薄壁零件的加工变形,保证加工质量;明显地提高生产效率,缩短飞机的制造周期。