整體壁板零件是航空航天工業(yè)中的一類關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元,飛機(jī)機(jī)翼類壁板在滿足承載和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的前提下,其外型面還要滿足氣動(dòng)特性要求,具有型面復(fù)雜、壁厚變化大、型面曲率精度及表面形貌要求高等特點(diǎn)。目前壁板成形通常采用噴丸成形工藝,具有成形范圍大、效率高的優(yōu)勢(shì),但在局部修型、加工高筋及厚壁結(jié)構(gòu)時(shí)存在一定的局限性。本文提出一種板料錘擊成形方法,以2024-T351航空鋁合金板為對(duì)象,分析金屬板件錘擊成形的成形原理和參數(shù)控制方法,具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值�；谇蚯慌蛎浤Ｐ图氨“鍝锨冃卫碚�,分析了錘擊參數(shù)與錘擊應(yīng)力應(yīng)變、錘擊變形及板料整體成形曲率之間的關(guān)系。建立了基于ABAQUS的錘擊系統(tǒng)有限元分析模型,將沖擊器內(nèi)部復(fù)雜的沖擊過(guò)程簡(jiǎn)化為三個(gè)彈性桿之間的相互撞擊運(yùn)動(dòng),進(jìn)而仿真獲得了沖擊頭的運(yùn)動(dòng)特性,利用三向測(cè)力儀獲得了沖擊力的變化規(guī)律。以此為基礎(chǔ),研究了不同工藝參數(shù)下單次沖擊加工和多次沖擊加工時(shí)錘擊表面應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律、殘余應(yīng)力演化趨勢(shì)以及錘擊凹坑尺寸的變化規(guī)律,對(duì)實(shí)際應(yīng)用有重要的指導(dǎo)作用。建立了錘擊加工試驗(yàn)系統(tǒng),并且計(jì)算了沖錘的沖擊速度和頻率之間的關(guān)系。試驗(yàn)研究了錘擊頻率、工具頭半徑以及錘擊密度對(duì)... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超聲

1緒論3地控制噴嘴的位置以及運(yùn)動(dòng)軌跡，以其良好的工藝柔性以及可控性成為目前常用的彈丸驅(qū)動(dòng)方式[21]。b超聲噴丸工藝如圖1-2是超聲噴丸設(shè)備，超聲噴丸是以超聲波為動(dòng)力源，驅(qū)使彈丸或撞針?lè)磸?fù)撞擊靶材表面在靶材內(nèi)部產(chǎn)生較深的殘余應(yīng)力場(chǎng)分布[23]。（a）彈丸式超聲波噴丸設(shè)備整流超聲換能器變幅桿工具頭撞針控制電路高頻振動(dòng)（b）撞針式超聲波噴丸設(shè)備圖1-2超聲波噴丸設(shè)備Fig.1-2EquipmentofUltrasonicShotPeening法國(guó)公司SONATS已經(jīng)掌握了比較成熟的超聲噴丸技術(shù)并且較早研發(fā)出了一套超聲設(shè)備并投入了航空航天、汽車等行業(yè)中[24]。國(guó)內(nèi)的維爾貝萊特集團(tuán)以及南京航空航天大學(xué)近年來(lái)在超聲噴丸強(qiáng)化技術(shù)以及校形技術(shù)的研究上投入了大量的工作[25]。如圖1-3是南京航空航天大學(xué)超聲波噴丸技術(shù)課題組于2010年研發(fā)出的一套超聲噴丸裝置，并且成功應(yīng)用于我國(guó)航空事業(yè)建設(shè)中。南京航空航天大學(xué)魯世紅等[26]對(duì)高能超聲波噴丸方式作用于在曲面零件的強(qiáng)化效果以及成形精度進(jìn)行了詳細(xì)研究。史學(xué)剛等[27-28]對(duì)超聲波噴丸工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，分別對(duì)加工軌跡、成形軌跡間距、電流強(qiáng)度、撞針直徑以及進(jìn)給速度等主要加工參數(shù)與板件彎曲變形之間的關(guān)系以及成形工件的表面完整性做出了分析。圖1-3超聲波噴丸成形設(shè)備Fig.1-3EquipmentofUltrasonicShotPeening與傳統(tǒng)的噴丸技術(shù)相比，超聲噴丸成形沖擊能量較大而且可以通過(guò)控制加工路徑確定沖擊位置所以可以應(yīng)用于較厚板件的加工，因此該技術(shù)的研究具有很大應(yīng)用前景。

?用分為彈丸沖擊和回彈兩個(gè)階段，沖擊過(guò)程伴隨著彈丸速度的降低和彈坑尺寸的增大。王玖等[48]利用有限元的方法研究分析了彈丸速度對(duì)噴丸殘余應(yīng)力分布的影響，并且通過(guò)Gauss曲線擬合的方法列出了“彈丸速度-殘余應(yīng)力值”的函數(shù)關(guān)系式預(yù)測(cè)了彈丸速度為60m/s~180m/s范圍內(nèi)的殘余應(yīng)力分布。本課題是通過(guò)調(diào)節(jié)錘擊裝置中變頻器的頻率來(lái)改變沖擊器沖擊系統(tǒng)的沖擊速度從而控制沖桿撞擊工件時(shí)的速度。c噴丸覆蓋率噴丸覆蓋率指的是經(jīng)噴丸加工后的工件表面上，彈丸凹坑占據(jù)的面積與加工表面總面積的比值，一般用百分?jǐn)?shù)表示[49]。如圖1-5是三種不同的噴丸覆蓋率表面。理論上，當(dāng)待噴丸表面被均勻完整地撞擊后的噴丸覆蓋率可達(dá)到100%，但在實(shí)際操作過(guò)程中，難以獲得100%的完全覆蓋率。工程上，一般98%的覆蓋率被認(rèn)為是滿覆蓋率[50]，當(dāng)覆蓋率達(dá)到98%時(shí)繼續(xù)進(jìn)行噴丸處理覆蓋率會(huì)大于100%，覆蓋率可以通過(guò)延長(zhǎng)噴丸時(shí)間而加大，也就是說(shuō)大于100%的覆蓋率不再是用實(shí)際面積比值計(jì)算而是用時(shí)間度量。圖1-5不同噴丸覆蓋率Fig.1-5DifferentCoverageofShotPeening實(shí)際噴丸實(shí)驗(yàn)中覆蓋率的測(cè)量多采用光學(xué)的方法，F(xiàn)eld[51]提出了一種利用熒光材料測(cè)


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