【摘要】：隨著機(jī)械零件向著輕量化、高性能的方向發(fā)展,加強(qiáng)筋式鋁合金葉片在工業(yè)風(fēng)扇中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于葉片幾何形狀比較復(fù)雜,內(nèi)部常有多處加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu),采用常規(guī)的扭轉(zhuǎn)成形工藝方法容易產(chǎn)生回彈過(guò)大、失穩(wěn)起皺等缺陷,上述問(wèn)題增加了葉片扭轉(zhuǎn)成形工藝的難度。所以開展對(duì)帶加強(qiáng)筋的鋁合金葉片整體扭轉(zhuǎn)成形新技術(shù)的研究,是企業(yè)在生產(chǎn)領(lǐng)域的迫切需求。因此,本文以6061鋁合金工業(yè)風(fēng)扇葉片扭轉(zhuǎn)成形為研究對(duì)象,針對(duì)企業(yè)在生產(chǎn)中存在的問(wèn)題,展開了相關(guān)工藝技術(shù)的研究。通過(guò)6061鋁合金常溫力學(xué)性能試驗(yàn)測(cè)試,獲得了材料的主要力學(xué)性能參數(shù)及本構(gòu)方程,為后續(xù)的有限元分析提供了材料模型;進(jìn)行6061鋁合金高溫應(yīng)力松弛試驗(yàn)研究,分析了溫度、初應(yīng)力、預(yù)應(yīng)變對(duì)應(yīng)力松弛的影響,為應(yīng)力松弛時(shí)效成形試驗(yàn)提供了合適的溫度和時(shí)間參數(shù)范圍;基于有限元模擬對(duì)扭轉(zhuǎn)和先拉伸再扭轉(zhuǎn)工藝方法的分析結(jié)果,證明單純扭轉(zhuǎn)的方法無(wú)法進(jìn)入塑性狀態(tài),確定先預(yù)扭轉(zhuǎn)再拉伸的成形工藝方案;根據(jù)有限元模擬結(jié)果確定的合適工藝方案及參數(shù)進(jìn)行了葉片先扭轉(zhuǎn)再拉伸成形的工藝驗(yàn)證試驗(yàn),得到的葉片扭轉(zhuǎn)回彈率與模擬結(jié)果存在差距;又設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)便的預(yù)扭轉(zhuǎn)彈性加載夾具,開展葉片預(yù)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力松弛時(shí)效成形試驗(yàn)研究,分析不同時(shí)效成形溫度及時(shí)間對(duì)葉片扭轉(zhuǎn)角回彈的影響,確定了符合設(shè)計(jì)要求下的時(shí)效成形合適工藝參數(shù)。有限元模擬對(duì)6061鋁合金葉片扭轉(zhuǎn)成形工藝方案作出了正確評(píng)估,擯棄了單純扭轉(zhuǎn)的成形工藝,采取了先預(yù)扭轉(zhuǎn)再拉伸的成形工藝方法,且經(jīng)檢測(cè)得到的葉片扭轉(zhuǎn)角度基本符合設(shè)計(jì)要求;在預(yù)扭轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上提出了應(yīng)力松弛時(shí)效成形工藝方法,通過(guò)控制時(shí)效溫度及時(shí)間參數(shù),最終得到的葉片扭轉(zhuǎn)角度回彈小,而且葉片表面沒(méi)有缺陷,加強(qiáng)筋無(wú)失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)。提出的上述工藝方法,已經(jīng)成功應(yīng)用于企業(yè)在鋁合金工業(yè)風(fēng)扇葉片扭轉(zhuǎn)成形的工藝中,從而解決了企業(yè)在生產(chǎn)中的技術(shù)難題。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論大空間通風(fēng)和人員降溫的完美解決方案，工業(yè)風(fēng)扇（也稱作工業(yè)工業(yè)廠房、物流倉(cāng)儲(chǔ)、候車室、展覽館、體育館、商場(chǎng)超市等高。比起傳統(tǒng)的制冷空調(diào)和小型的高速風(fēng)機(jī)，工業(yè)風(fēng)扇有無(wú)可比擬方位的地面覆蓋和空氣的立體循環(huán)，如圖 1.1 所示為用于廠房散業(yè)風(fēng)扇普遍覆蓋面積大約在 1200~1400 平方米左右，直徑在 30~更加合理、高效，在相同功率情況下降功效發(fā)揮最大化。

鋁合金工業(yè)風(fēng)扇葉片扭轉(zhuǎn)成形工藝研究業(yè)風(fēng)扇葉片的制造開發(fā)中。6061 鋁合金作為其中的典型代表，是一種輕量化的材料，經(jīng)過(guò)熱理強(qiáng)化后具有中高強(qiáng)度，綜合性能良好；其中加工性能良好，可以進(jìn)行大的塑性變形，廣泛用于要求有一定強(qiáng)度和抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)件，能夠承受拉伸、模鍛、深沖等大變形程的操作，，可加工成板、管、棒、型、線材和鍛件。1.2 工業(yè)風(fēng)扇葉片存在問(wèn)題常見(jiàn)的工業(yè)風(fēng)扇葉片普遍采用平直型葉片如圖 1.2（a）所示，此類葉片采用整體空心加筋結(jié)構(gòu)，其兩端截面為流線型變截面，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理知，這樣設(shè)計(jì)可將空氣阻力降最低水平。整體空心結(jié)構(gòu)中的直立加強(qiáng)筋將內(nèi)部空心區(qū)域分割成減重空腔，這種設(shè)計(jì)在保證度和強(qiáng)度的同時(shí)，能夠大幅度減輕葉片的重量，但這種葉片同時(shí)也存在的問(wèn)題包括風(fēng)扇的阻大、水平風(fēng)場(chǎng)覆蓋范圍較小和中心區(qū)域無(wú)風(fēng)的問(wèn)題。所以新型工業(yè)風(fēng)扇葉片被設(shè)計(jì)成具有一扭轉(zhuǎn)角度的外形如圖 1.2（b）所示，這樣可以解決原來(lái)葉形在中心無(wú)風(fēng)的問(wèn)題，同時(shí)可以大改善沿高度方向的風(fēng)場(chǎng)分布及擴(kuò)大風(fēng)場(chǎng)分布的高度[3-6]。
【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】：2017
【分類號(hào)】：TH43;TG306

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2538320