復雜薄壁鋁合金零件沖擊液壓成形技術與設備研究
發(fā)布時間:2020-12-11 01:40
針對航空航天制造領域對鈑金零件輕量化及整體化發(fā)展的迫切需求,具有凸臺、加強筋和小圓角等特征的鎂、鋁、鈦等低塑性輕質合金復雜薄壁零件的成形加工已成為亟待解決的重要問題。鎂、鋁、鈦等輕質合金塑性較差,在成形過程中容易發(fā)生起皺和破裂。我國軍用飛機制造廠普遍采用落壓成形技術制造鈑金類零件,在落壓成形時需要通過錘擊、墊橡膠等方式進行大量的人工輔助操作,以達到消除起皺、控制材料流動和防止破裂發(fā)生的目的,使其加工效率低、成形精度差、廢品率高、勞動條件和安全性差。沖擊液壓成形技術結合了液壓成形和高應變速率成形技術的優(yōu)勢,具有回彈小、無需密封、表面質量好、有很好的小特征填充能力等特點,能夠解決復雜航空鈑金零件制造過程中的問題。沖擊液壓成形的基本原理是通過高速運動的沖擊體沖擊液體產生高壓沖擊波作用于板材使其成形。沖擊液壓成形應變速率在103S-1-104s-1范圍內,在室溫條件下即可顯著提高低塑性輕質合金的成形能力。本研究對5A06鋁合金在高應變速率條件下的液壓成形極限、沖擊液壓成形固-液-固沖擊傳載特性以及沖擊液壓成形設備的設計和制造進行了研究。主要研究結果如下:對典型航空用5A06鋁合金在高應變速率條...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:153 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2板材液壓成形原理(a)成型前(b)成形后??Fig.?1.2?The?schematic?of?sheet?hydroforming?(a)?before?forming?(b)?after?forming??
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Goodwin^測試了拉壓區(qū)(£l>0;?£2<0)成形極限曲線,發(fā)現橫向受壓后可以獲得更高??的拉伸應變(例如軋制和拉深)。Keeler(右側)和Goodwin(左側)的成形極限曲線合并后??被稱為現在通用的成形極限圖(FormingLimitDiagram,FLD),如圖1.8所示。當q?=??£2時,為等雙拉狀態(tài)。當£2?=?〇時,為平面應力狀態(tài)。當,為單向拉伸狀態(tài)。??拉壓區(qū)?雙拉區(qū)??\?El=-2£2?平面?£1=#玻牐?7??I單向…y應變?等雙拉.d—??_?#拉伸?破裂??_?...:—??\?<>?/成形極限曲線??\:非破裂——???^?\17^?:??次應變&??圖1.8成形極限圖??Fig.?1.8?Forming?Limit?Diagram,?FLD??成形極限測試國際標準ISO?12004-1:2008采用了鋼沖頭準靜態(tài)實驗方法,即??Nakazima測試方法NI。測試原理及試樣如圖1.9所示,為了獲得不同的應變狀態(tài),試樣??具有不同尺寸的缺口。Kimt63]通過壓縮氣體驅動鋼沖頭研宄了-100s-1高應變速率條件下??CQ鋼和DP590鋼的成形極限。相比于準靜態(tài)條件,CQ鋼的成形極限有所增加,DP590??的成形極限有所下降。鋼沖頭測試方法在沖頭和試樣之間引入了摩擦,這對材料的成形??極限有顯著影響[64]。??由于液體介質沖頭和試樣之間沒有摩擦,而且液壓成形與傳統(tǒng)沖壓成形相比能夠提??高材料的成形極限[23
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬材料高應變速率拉伸試驗的應用及現狀[J]. 劉鵬鵬,葉又,魏一凡,王彩梅,李迎超. 理化檢驗(物理分冊). 2018(09)
[2]2022鋁合金冷熱軋板強度及其各向異性分析[J]. 廉良沖,蔣瑞斌,伍浩. 機械強度. 2018(04)
[3]基于Dynaform的車身覆蓋件成形數值模擬[J]. 陳桂華,張群威. 時代農機. 2018(05)
[4]基于汽車輕量化的板材液壓成形技術研究[J]. 朱梅云. 鍛壓裝備與制造技術. 2018(01)
[5]激光增材制造技術在航天構件整體化輕量化制造中的應用現狀與展望[J]. 董鵬,梁曉康,趙衍華,敖洪峰. 航天制造技術. 2018(01)
[6]液壓復合成形技術在三通件上的應用[J]. 馮蘇樂,徐永超,趙淘,管雅娟,徐愛杰. 鍛壓技術. 2018(01)
[7]液壓成形同步沖孔工藝仿真分析及試驗[J]. 蘇海波,劉鋼,陳新平. 精密成形工程. 2017(06)
[8]熱沖壓和液壓成形技術在寶鋼汽車輕量化服務中的應用及發(fā)展趨勢[J]. 夏益新,王娜,陳新平,徐偉力. 精密成形工程. 2017(06)
[9]鈦合金TC4薄壁波紋管液壓成形工藝優(yōu)化[J]. 鄭文濤,蘇明,周麗新. 塑性工程學報. 2017(05)
[10]2219鋁合金動態(tài)力學性能及其本構關系[J]. 張子群,姜兆亮,魏清月. 材料工程. 2017(10)
博士論文
[1]PVDF壓力測量特性與水下爆炸近場多孔金屬夾芯板動力響應的研究[D]. 范志強.中國科學技術大學 2015
[2]非藥式水下沖擊波加載技術及鋁合金結構抗沖擊特性研究[D]. 任鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]成形極限圖的獲取方法與其在金屬板料成形中的應用[D]. 王輝.南京航空航天大學 2011
本文編號:2909666
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:153 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2板材液壓成形原理(a)成型前(b)成形后??Fig.?1.2?The?schematic?of?sheet?hydroforming?(a)?before?forming?(b)?after?forming??
圖1.3電液成形提高AA5182-0鋁合金??的成形極限[46]?圖1_4電磁成形控制AA5754的回彈【48]??Fig.?1.3?Fonning?limit?of?AA5182-0?was?Fig.?1.4?The?springback?of?AA5754?after??improved?by?EHF[46]?EMF??顯1??圖1.5電磁成形制造的具有不同形狀局部凸臺小特征的AA6061-O手機殼[49]??Fig.?1.5?EMF?manufactured?AA6061-O?cell?phone?case?with?many?small?characteristics^491??(2)高應變速率成形技術制造復雜薄壁零件存在的問題??爆炸成形危險性高[5()]、操作條件高。尤其在中國,火藥屬于管制品,一般工廠不允??許用于加工制造。電磁成形的加工效率受限于材料的導電性,適用于鋁合金、銅等金屬,??對導電性差的材料需采用特殊工藝成形,放電線圈要盡量接近工件的變形區(qū),其能量利??用效率低。目前電磁成形技術仍然很難突破設備容量對其的限制,多用于厚度較小的中??小型零件的加工。電液成形技術和電磁成形技術同樣具有能量利用率低的問題[51]。??-4-??
Goodwin^測試了拉壓區(qū)(£l>0;?£2<0)成形極限曲線,發(fā)現橫向受壓后可以獲得更高??的拉伸應變(例如軋制和拉深)。Keeler(右側)和Goodwin(左側)的成形極限曲線合并后??被稱為現在通用的成形極限圖(FormingLimitDiagram,FLD),如圖1.8所示。當q?=??£2時,為等雙拉狀態(tài)。當£2?=?〇時,為平面應力狀態(tài)。當,為單向拉伸狀態(tài)。??拉壓區(qū)?雙拉區(qū)??\?El=-2£2?平面?£1=#玻牐?7??I單向…y應變?等雙拉.d—??_?#拉伸?破裂??_?...:—??\?<>?/成形極限曲線??\:非破裂——???^?\17^?:??次應變&??圖1.8成形極限圖??Fig.?1.8?Forming?Limit?Diagram,?FLD??成形極限測試國際標準ISO?12004-1:2008采用了鋼沖頭準靜態(tài)實驗方法,即??Nakazima測試方法NI。測試原理及試樣如圖1.9所示,為了獲得不同的應變狀態(tài),試樣??具有不同尺寸的缺口。Kimt63]通過壓縮氣體驅動鋼沖頭研宄了-100s-1高應變速率條件下??CQ鋼和DP590鋼的成形極限。相比于準靜態(tài)條件,CQ鋼的成形極限有所增加,DP590??的成形極限有所下降。鋼沖頭測試方法在沖頭和試樣之間引入了摩擦,這對材料的成形??極限有顯著影響[64]。??由于液體介質沖頭和試樣之間沒有摩擦,而且液壓成形與傳統(tǒng)沖壓成形相比能夠提??高材料的成形極限[23
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬材料高應變速率拉伸試驗的應用及現狀[J]. 劉鵬鵬,葉又,魏一凡,王彩梅,李迎超. 理化檢驗(物理分冊). 2018(09)
[2]2022鋁合金冷熱軋板強度及其各向異性分析[J]. 廉良沖,蔣瑞斌,伍浩. 機械強度. 2018(04)
[3]基于Dynaform的車身覆蓋件成形數值模擬[J]. 陳桂華,張群威. 時代農機. 2018(05)
[4]基于汽車輕量化的板材液壓成形技術研究[J]. 朱梅云. 鍛壓裝備與制造技術. 2018(01)
[5]激光增材制造技術在航天構件整體化輕量化制造中的應用現狀與展望[J]. 董鵬,梁曉康,趙衍華,敖洪峰. 航天制造技術. 2018(01)
[6]液壓復合成形技術在三通件上的應用[J]. 馮蘇樂,徐永超,趙淘,管雅娟,徐愛杰. 鍛壓技術. 2018(01)
[7]液壓成形同步沖孔工藝仿真分析及試驗[J]. 蘇海波,劉鋼,陳新平. 精密成形工程. 2017(06)
[8]熱沖壓和液壓成形技術在寶鋼汽車輕量化服務中的應用及發(fā)展趨勢[J]. 夏益新,王娜,陳新平,徐偉力. 精密成形工程. 2017(06)
[9]鈦合金TC4薄壁波紋管液壓成形工藝優(yōu)化[J]. 鄭文濤,蘇明,周麗新. 塑性工程學報. 2017(05)
[10]2219鋁合金動態(tài)力學性能及其本構關系[J]. 張子群,姜兆亮,魏清月. 材料工程. 2017(10)
博士論文
[1]PVDF壓力測量特性與水下爆炸近場多孔金屬夾芯板動力響應的研究[D]. 范志強.中國科學技術大學 2015
[2]非藥式水下沖擊波加載技術及鋁合金結構抗沖擊特性研究[D]. 任鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]成形極限圖的獲取方法與其在金屬板料成形中的應用[D]. 王輝.南京航空航天大學 2011
本文編號:2909666
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