【摘要】：隨著我國航空事業(yè)的高速發(fā)展,用于冷擠壓強(qiáng)化飛機(jī)機(jī)身緊固孔的開縫襯套的需求必然會不斷增加,而目前國內(nèi)小直徑開縫襯套的需求基本上依靠進(jìn)口,為了縮小同國外開縫襯套制備技術(shù)上的差距,本文基于雙軸柔性滾彎技術(shù),以302不銹鋼帶材作為開縫襯套制備材料,通過仿真與實(shí)驗(yàn)研究其成形規(guī)律,并對雙軸柔性滾彎的理論模型進(jìn)行探究。主要工作和成果如下:1.針對直徑小于8mm的直筒開縫襯套制備難題設(shè)計(jì)了新的剛性軸夾具,建立其有限元仿真模型,開展靜力學(xué)分析和剛性軸受力分析,優(yōu)化夾具體尺寸,并改進(jìn)其支撐和固定方式,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該夾具可穩(wěn)定夾持直徑4mm和5mm剛性軸,從而為小直徑直筒開縫襯套的制備奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2.基于302不銹鋼單軸拉伸實(shí)驗(yàn)獲得其常溫下應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律;對聚氨酯材料本構(gòu)模型開展研究,并結(jié)合其單軸拉伸實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)擬合,確定用Mooney-Rivlin本構(gòu)模型描述聚氨酯材料在小變形時(shí)的變形情況;據(jù)此建立了雙軸柔性滾彎過程的有限元仿真模型并得到了試驗(yàn)驗(yàn)證,且通過仿真研究獲得了工藝參數(shù)對302不銹鋼帶材成形直徑的影響規(guī)律。3.通過雙軸柔性滾彎試驗(yàn)研究了工藝參數(shù)對302不銹鋼帶材成形性能的影響趨勢,基于Matlab軟件編寫了帶材成形直徑的識別程序;通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響帶材成形直徑的工藝參數(shù)由大到小依次為:聚氨酯輪硬度、剛性軸擠壓量、帶材硬度和剛性軸直徑,而剛性軸直徑是制約帶材極限成形直徑的決定性因素,最后成功制備出了直徑為5.2mm的直筒開縫襯套,突破了國內(nèi)制備開縫襯套的最小直徑。4.結(jié)合寬板彈塑性彎曲理論和雙軸柔性滾彎的接觸力學(xué)模型,對帶材雙軸柔性滾彎過程開展變形分析,獲得其成形直徑的計(jì)算方法,并建立了剛性軸所受徑向力的數(shù)學(xué)模型,該模型有效性得到了擠壓力在線測量的試驗(yàn)驗(yàn)證。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文。襯套又分為無縫襯套和開縫襯套兩種，，為了保證襯套剛時(shí)的過盈量，無縫襯套在制備時(shí)必須要嚴(yán)格控制其成形；且冷擠壓后會殘留在孔中，不易取出。相反，開縫襯調(diào)節(jié)孔、襯套、和擠壓芯棒之間的配合保證接觸區(qū)域貼 1.1 所示。但是孔壁會因?yàn)閿D壓區(qū)組織的塑性流動(dòng)而在增加鉸削工序，祛除凸脊。冷擠壓強(qiáng)化后襯套會因?yàn)閿D壓多為批量生產(chǎn)。開縫襯套冷擠壓強(qiáng)化工藝具有強(qiáng)化效果的應(yīng)用越來越廣泛。

圖 1. 2 擠壓芯棒外形圖開縫襯套。開縫襯套作為冷擠壓強(qiáng)化中重要部件，其作用是避免孔壁與擠壓芯棒直高強(qiáng)化效果，同時(shí)它的厚度是決定擠壓效果的重要參數(shù)， 也是本文研究的重點(diǎn)，行詳細(xì)的介紹。擠壓量。擠壓量在冷擠壓強(qiáng)化中又叫做過盈量，脹孔量，在開縫襯套冷擠壓強(qiáng)化中工作段直徑和襯套厚度與待強(qiáng)化孔直徑之差。擠壓量是冷擠壓強(qiáng)化工藝中的最關(guān)則不能使孔壁產(chǎn)生足夠深度的殘余應(yīng)力層，達(dá)不到預(yù)期的強(qiáng)化效果；太大可能會度極限，在孔壁上產(chǎn)生微裂紋，反而取得相反的效果，因此選擇合理的擠壓量至上通常用相對擠壓量來表示擠壓量的大小，它的大小與孔的初始直徑、擠壓芯棒和開縫襯套的厚度有如下關(guān)系：002rD t DED rE 是相對擠壓量，0D 為冷擠壓孔的初始直徑，D 為擠壓芯棒的工作段外徑，t 為度。在選擇擠壓量的大小時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)承受的外載荷情況、孔材料的強(qiáng)度、孔的寸，然后通過仿真和多次實(shí)驗(yàn)取得最佳值。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V262

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本文編號：2617370