發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 03:03

【摘要】：隨著現(xiàn)代飛機(jī)不斷向整體性、長壽命和輕量化的方向發(fā)展,整體壁板逐漸取代傳統(tǒng)的鉚接式壁板,成為現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵構(gòu)件,而時(shí)效成形技術(shù)為該類構(gòu)件的成形提供了一條有效途徑。本文以典型航空高強(qiáng)7075-T651態(tài)鋁合金為研究對象,通過試驗(yàn)和有限元模擬的方法對其雙曲率構(gòu)件的時(shí)效成形規(guī)律進(jìn)行了研究。通過自行設(shè)計(jì)加工的導(dǎo)柱式工裝進(jìn)行時(shí)效成形試驗(yàn),研究了雙曲率構(gòu)件的時(shí)效成形規(guī)律。通過正交試驗(yàn)探討不同工藝參數(shù)對回彈影響的主次順序,以及在該研究范圍內(nèi)的最佳工藝參數(shù)。經(jīng)極差分析和方差分析得到以下結(jié)論,時(shí)效溫度為最主要因素,時(shí)效時(shí)間和試樣厚度為次要因素,試樣寬度影響最小;該研究范圍內(nèi)的最佳工藝參數(shù)為:時(shí)效溫度180℃,時(shí)效時(shí)間12h,試樣厚度3mm,試樣寬度70mm。在正交試驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,選取主要因素進(jìn)行雙曲率構(gòu)件時(shí)效成形試驗(yàn),研究了其對回彈的影響規(guī)律。對比研究了不同時(shí)效時(shí)間下的單、雙曲率構(gòu)件時(shí)效成形規(guī)律,發(fā)現(xiàn)雙曲率構(gòu)件時(shí)效成形的成形效果要好于單曲率構(gòu)件時(shí)效成形,兩個(gè)方向上彎曲應(yīng)力的耦合作用會對回彈產(chǎn)生抑制作用。選取合適的蠕變本構(gòu)模型,通過蠕變拉伸試驗(yàn)擬合本構(gòu)模型的參數(shù),試驗(yàn)曲線和推導(dǎo)出本構(gòu)方程的擬合曲線吻合度較好,符合實(shí)際工程應(yīng)用。在推導(dǎo)的本構(gòu)模型基礎(chǔ)上,基于ABAQUS建立雙曲率構(gòu)件時(shí)效成形的有限元模型并通過試驗(yàn)驗(yàn)證,回彈率的試驗(yàn)值和模擬值吻合度較高,建立的模型能夠較好的描述7075鋁合金雙曲率構(gòu)件的時(shí)效成形過程。針對7075鋁合金雙曲率構(gòu)件的時(shí)效成形過程進(jìn)行有限元分析,獲得了時(shí)效成形過程中Mises等效應(yīng)力、創(chuàng)建路徑上的應(yīng)力、蠕變應(yīng)變和回彈的演變過程以及分布情況;發(fā)現(xiàn)時(shí)效前4h的應(yīng)力松弛速率和蠕變速率最快,達(dá)到了整個(gè)時(shí)效過程的一半以上;整個(gè)時(shí)效階段,反面中心處的蠕變量最大。通過回彈模擬,獲得了不同工藝參數(shù)(時(shí)效時(shí)間、板材厚度、板材寬度、模具半徑、加載壓力)下雙曲率構(gòu)件時(shí)效成形的回彈規(guī)律;并對不同板材厚度下單、雙曲率構(gòu)件的回彈規(guī)律進(jìn)行對比研究。
【圖文】：

使金屬材料強(qiáng)度發(fā)生變化。與傳統(tǒng)冷加工塑性形、降低制造成本、零件不易破裂的優(yōu)點(diǎn)[32-33]。過程及原理4-37]是指在一定的人工時(shí)效溫度下，通過鋁合金在性，首先把零件放在模具中并施加一定的加載力加熱一段時(shí)間，，在這期間，由于應(yīng)力松弛的特性鋁一定程度的永久變形。當(dāng)溫度降低到室溫后，再具凸模卸載取出零件，由于殘余應(yīng)力的存在零件會久變形的鋁合金工件。效成形工藝[38-42]的過程可分為加載、時(shí)效、卸載屬的蠕變和應(yīng)力松弛，圖 1-1 為典型的應(yīng)力松弛曲要影響因素，一般而言，材料在應(yīng)力和溫度較大反之，如果材料在應(yīng)力和溫度較小的環(huán)境下，蠕

及制造成本[44]。針對以上這些問題，未來時(shí)效可調(diào)節(jié)適用于多種型面零件的方向發(fā)展。目前，時(shí)效成形工裝：裝是一種簡易的時(shí)效成形工裝，原理是通過外部施和應(yīng)力松弛進(jìn)而達(dá)到時(shí)效成形的目的，操作較簡式工裝以及整體連續(xù)式工裝[45]。為點(diǎn)陣式可調(diào)工裝。此工裝可以通過調(diào)節(jié)多個(gè)型面，這種工裝可以實(shí)現(xiàn)用一套工裝制造不同型點(diǎn)。但該工裝也有明顯的缺點(diǎn)，由于通過點(diǎn)陣施的力是不均勻的，可能會影響工件的成形效果。效成形工件的型面，調(diào)節(jié)不同位置的螺釘來改變在兩個(gè)頂桿之間，最后將螺釘擰緊。通過以上操曲變形，再將工裝放到預(yù)先設(shè)定好的加熱設(shè)備
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TG146.21;TG156.92;V261

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6 陳

本文編號：2679455