本文關(guān)鍵詞：典型航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈑金件成形工藝研究

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【摘要】：為了滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高推動(dòng)比等性能需要,鈑金結(jié)構(gòu)件正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄件、鍛件等零部件,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中所占比重越來(lái)越大。航空發(fā)動(dòng)機(jī)因其特殊的高溫工作環(huán)境,其鈑金結(jié)構(gòu)件通常使用服役性能好而成形性能差的板材,對(duì)其成形工藝帶來(lái)嚴(yán)重困難,已成為我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈑金件制造的技術(shù)瓶頸。因此,對(duì)典型航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈑金件成形工藝研究有其重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠中廣泛應(yīng)用的GH163高溫合金火焰筒及LY16鋁合金異形拉深件為研究對(duì)象,針對(duì)當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)中所存在的問(wèn)題,依據(jù)材料成形性能研究、成形工藝模擬仿真及實(shí)際工藝驗(yàn)證的思路,展開(kāi)了深入研究工作:通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)得到了GH163、LY16兩種合金常溫下基本成形性能參數(shù),根據(jù)材料流變應(yīng)力曲線特點(diǎn)分別為其選擇了合適的本構(gòu)模型并得到相應(yīng)本構(gòu)方程;利用模擬成形試驗(yàn)的方法分別對(duì)其相關(guān)性能進(jìn)行了探究,客觀的評(píng)估了兩種板料成形性能,為其有限元仿真分析與成形工藝的制定提供了必要條件;結(jié)合GH163板料的壓延與擴(kuò)孔性能,對(duì)火焰筒提出了拉深-沖孔-擴(kuò)孔與一道次拉深兩種成形工藝并分別對(duì)其工藝過(guò)程進(jìn)行模擬仿真將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,選擇了更優(yōu)的工藝方案;分析了異形拉深件成形過(guò)程中出現(xiàn)球面起皺、底部破裂等缺陷的主要原因,通過(guò)理論分析及有限元模擬等手段探究了壓邊力及預(yù)成形高度等因素對(duì)缺陷的影響并提出了解決辦法;最后,由主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)兩種零件成形模具進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證并對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)以上研究獲得如下成果:在GH163合金成形性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)其板料壓延性能作出了正確評(píng)估從而摒棄了火焰筒原有的多工序焊接成形方法,制定了單道次拉深成形工藝,所得到零件回彈小、外形準(zhǔn)確、排除了焊接質(zhì)量無(wú)法保證等不利因素;LY16鋁合金異形拉深件成形時(shí),通過(guò)增大預(yù)成形高度,后兩道次采用不壓邊的方式成功解決了其底部破裂的問(wèn)題,對(duì)于成形過(guò)程中出現(xiàn)球面起皺問(wèn)題利用軟性介質(zhì)代替剛性凸模的方法起到了很好的消除效果,最終所成形零件壁厚分布均勻,表面質(zhì)量良好。本研究突破了合作企業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型鈑金件生產(chǎn)中的技術(shù)瓶頸問(wèn)題,從根本上解決了其生產(chǎn)合格率偏低、試制以經(jīng)驗(yàn)為主且周期長(zhǎng)的難題。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 火焰筒 異形拉深件 有限元仿真 工藝驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V263
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14-15
• 1.2 鈑金件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用15-16
• 1.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈑金件成形方法及研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 鈑金件成形方法16
• 1.3.2 鈑金件研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 板材沖壓成形性能17-20
• 1.4.1 沖壓成形性能指數(shù)與試驗(yàn)方法17-19
• 1.4.2 板料成形極限圖測(cè)定及其應(yīng)用19-20
• 1.5 課題來(lái)源及意義20-21
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)用板料成形性能研究23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 板料基本性能試驗(yàn)及參數(shù)測(cè)定23-32
• 2.2.1 試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)23
• 2.2.2 試驗(yàn)材料及試樣制備23-24
• 2.2.3 試驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析25-32
• 2.3 板料沖壓成形性能與成形極限研究32-38
• 2.3.1 試驗(yàn)方案及模具設(shè)計(jì)32-35
• 2.3.2 試驗(yàn)設(shè)備35
• 2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析35-38
• 2.4 板料成形極限曲線研究38-43
• 2.4.1 試驗(yàn)方案38-40
• 2.4.2 試樣制備及網(wǎng)格印制40-41
• 2.4.3 FLD試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定與分析41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-45
• 第三章 火焰筒成形工藝研究45-58
• 3.1 火焰筒工藝制定與可行性分析45-47
• 3.1.1 成形工藝初步定制45-46
• 3.1.2 工藝可行性分析及毛坯尺寸參數(shù)確定46-47
• 3.2 火焰筒成形的數(shù)值模擬分析47-53
• 3.2.1 材料模型的建立47-48
• 3.2.2 有限元模型的關(guān)鍵問(wèn)題及其建立48-51
• 3.2.3 不同工藝方案模擬結(jié)果對(duì)比分析51-53
• 3.3 火焰筒成形試驗(yàn)驗(yàn)證53-57
• 3.3.1 成形設(shè)備與模具設(shè)計(jì)53-54
• 3.3.2 試驗(yàn)步驟54-55
• 3.3.3 成形結(jié)果分析55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 異形拉深件多道次復(fù)合成形工藝研究58-70
• 4.1 零件工藝性分析58-59
• 4.2 異形拉深件成形數(shù)值模擬分析59-65
• 4.2.1 工藝路線及其參數(shù)的計(jì)算59-61
• 4.2.2 材料模型的建立61
• 4.2.3 有限元模型的建立61-62
• 4.2.4 模擬結(jié)果與分析62-65
• 4.3 異形拉深件成形試驗(yàn)驗(yàn)證65-69
• 4.3.1 模具設(shè)計(jì)與試驗(yàn)步驟65-66
• 4.3.2 成形結(jié)果分析與缺陷解決辦法66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：682698