【摘要】：航空航天、汽車產(chǎn)品主要通過結構優(yōu)化設計、采用新型材料和新型成形工藝實現(xiàn)其輕量化的要求。鋁合金作為輕質(zhì)材料,在航空領域的應用最多,但是鋁合金在室溫下的成形性能較差,并且航空件的質(zhì)量精度要求非常高,傳統(tǒng)成形工藝無法滿足這些要求,在這個背景下板材充液成形技術得到了越來越多的應用。鋁合金航空結構件大多具有復雜曲面,其中局部小圓角特征在成形過程容易發(fā)生破裂、貼模差等失效,限制了先進充液成形技術的應用,因此本文基于鋁合金2B06研究復雜曲率零件的小圓角充液成形過程,通過工藝參數(shù)優(yōu)化控制小圓角成形過程中的失效。首先確定小圓角充液成形過程中的影響因素:摩擦系數(shù)、壓邊力、自由脹高度、液室壓力等。選擇了幾種不同的潤滑介質(zhì);給出成形過程中壓邊力的計算、液壓與圓角半徑關系的計算;設置了不同的自由脹高度;并將模具型面設計為具有中心小圓角特征、大曲率特征及底部尖角特征的復雜曲面,以方便研究小特征在液壓成形過程中的自由填充過程。利用DYNAFORM/LS-DYNA軟件對復雜曲率零件充液成形過程進行數(shù)值模擬研究,通過最大自由脹高度的破裂實驗確定液室壓力,分析了不同自由脹高度下零件的壁厚及應力分布規(guī)律;同時分析了不同自由脹高度下零件各特征的貼模度分布;另外研究了大曲率特征的回彈規(guī)律及液壓對小特征圓角的變形影響。通過數(shù)值模擬與實驗的方法進行不同摩擦系數(shù)、壓邊力、自由脹高度下板材液壓脹形的破裂實驗,研究了不同工藝參數(shù)對零件成形極限和板材極限圓角半徑的影響;分析了不同工藝參數(shù)下材料各部分的流動特點;同時分析了零件各特征隨液壓變化的變形規(guī)律。設計了一套模具,可以實現(xiàn)不同自由脹高度的調(diào)節(jié)。進行板材液壓脹形實驗,得到零件在不同工藝條件下的貼模度分布規(guī)律和壁厚分布規(guī)律,驗證了模擬結果的正確性。根據(jù)模擬結果設置優(yōu)化后的工藝參數(shù),成形出表面質(zhì)量好、局部圓角半徑小的零件,通過工藝參數(shù)優(yōu)化控制了小圓角破裂、貼模差等失效。
【圖文】：

回轉(zhuǎn)件、復雜曲率零件以及大型覆蓋件等。逡逑板材充液成形根據(jù)液體的作用形式分為主動式和被動式兩種［２３］。其中被動逡逑式充液成形即板材充液拉深，成形過程分為幾個步驟［２４＿２６１，如圖１．１所示。（１）首逡逑先在液室內(nèi)充滿液體，然后設定壓邊力的變化曲線，壓邊模向下運動直至壓緊板逡逑材，并按照設定的壓邊力Ｆ對板材施加力。（２）設置液壓Ｐ隨時間的變化曲線及逡逑凸模的位移變化曲線，參數(shù)都設置好后，凸模開始向下運動，同時液壓按照加載逡逑曲線增加，期間壓邊系統(tǒng)按照設定值或設定曲線壓緊板材，直至拉深成形結束為逡逑止。（３）拉深變形結束后先使增壓系統(tǒng)的增壓缸退回，卸載液壓，然后凸模和壓逡逑邊�；貜驮唬〕龀尚魏蟮牧慵�。應注意成形過程的排氣及取出零件時注意不逡逑要發(fā)生額外的變形。液室壓力的變化由很多因素決定，比如材料的性能，零件的逡逑形狀

材壓緊至凹模上，然后再按設定的壓邊力壓緊板材，使液體增壓作為傳力介質(zhì)，逡逑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的凸模，將板材拉入凹模并成形出最終零件形狀。成形完成后，液室卸逡逑壓，壓邊�；貜驮�，最后取出成形零件，如圖１．２所示［２７，２８】。逡逑！逡逑：逡逑ｉ逡逑ｉ逡逑■Ｐ．邋ｐ逡逑＼逡逑圖１．２主動式充液成形示意圖逡逑板材充液成形方法越來越多的應用于汽車車身，飛機壁板，電器用具，，廚具逡逑和飲料罐等現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)中用于生產(chǎn)具有質(zhì)量高，精確度高的復雜曲面零逡逑件。與傳統(tǒng)成形方法相比，具有以下特點［３３］：逡逑（１）
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V261

【參考文獻】

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本文編號：2673541