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铝合金半球壳拉深-旋压复合成形工艺仿真

上海交通大学学报 2023年第10期57卷 1329-1336页

作者：余小鹏王紫旻于忠奇罗益民郁立上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海航天精密机械研究所上海201600

针对航天铝合金半球壳传统拉深成形精度差的问题,引入旋压成形,提出铝合金半球壳拉深-旋压复合成形新思路,充分发挥拉深成形和旋压成形的技术优势,实现该构件厚度均匀性好和贴模精度高的成形加工.建立了铝合金半球壳复合成形过程有限元... 详细信息

针对航天铝合金半球壳传统拉深成形精度差的问题,引入旋压成形,提出铝合金半球壳拉深-旋压复合成形新思路,充分发挥拉深成形和旋压成形的技术优势,实现该构件厚度均匀性好和贴模精度高的成形加工.建立了铝合金半球壳复合成形过程有限元仿真模型,实现了铝合金半球壳复合成形过程仿真,分析了不同旋压占比复合成形件的壁厚分布和贴模度变化规律.结果表明,旋压占比为50%的复合成形铝合金半球壳壁厚均匀性改善明显;强力旋压可改变成形构件应力状态,显著提高复合成形构件尺寸精度.同时,进行了直径1 m级铝合金半球壳复合成形工艺试验验证,实现了构件厚度均匀性和贴模精度的提高.

关键词：铝合金薄壁件旋压冲压成形精度

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旋压工业纯钛TA1的形变及退火行为

材料热处理学报 2023年第8期44卷 67-75页

作者：曹晓贾淑果朱倩倩宋克兴刘海涛柳亚辉冯庆贾波沈楚河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心河南洛阳471023 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471023 河南省科学院河南郑州450046 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471023 西安泰金工业电化学技术有限公司陕西西安710005

对旋压成形阴极辊工业纯钛TA1进行不同温度(480~540℃)退火不同时间(15~120 min)的热处理,研究了退火过程中其外表面微观组织演变及再结晶行为。结果表明:旋压变形工业纯钛TA1的晶粒变形严重,应变形式主要表现为轴向和切向拉伸、径向压... 详细信息

对旋压成形阴极辊工业纯钛TA1进行不同温度(480~540℃)退火不同时间(15~120 min)的热处理,研究了退火过程中其外表面微观组织演变及再结晶行为。结果表明:旋压变形工业纯钛TA1的晶粒变形严重,应变形式主要表现为轴向和切向拉伸、径向压缩。旋压钛材外表面在480℃退火120 min未完成充分再结晶,在500、520和540℃退火60 min以内可充分再结晶,对应的完成再结晶所需的较短时间分别为60、30和30 min。随着退火温度的升高和退火时间的延长,钛材晶粒尺寸增大,显微硬度下降。电子背散射衍射(EBSD)分析发现,旋压变形工业纯钛TA1在较低温度(480和500℃)退火时的再结晶形核过程主要由亚晶形核机制主导。根据试验数据,计算得到旋压变形工业纯钛TA1的再结晶激活能为88.328 kJ/mol,晶粒长大激活能为62.214 kJ/mol。经退火工艺参数优化,500℃退火60 min时旋压变形工业纯钛外表面的晶粒最为细小均匀,平均尺寸为5.8μm。

关键词：工业纯钛TA1 旋压再结晶组织演变亚晶形核

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TB6钛合金筒形件强力旋压成形工艺模拟

锻压技术 2023年第2期48卷 126-134页

作者：朱恩锐崔霞郭陆陆欧阳德来南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

建立了TB6钛合金筒形件旋压成形工艺模型,运用有限元软件对不同工艺参数下工件的变形过程进行了模拟,分析了工件在旋压过程中的受力和变形特性,并研究了减薄率(30%~45%)、变形温度(900~1050℃)、主轴转速(3~6 r·s^(-1))和旋轮进给率(1.... 详细信息

建立了TB6钛合金筒形件旋压成形工艺模型,运用有限元软件对不同工艺参数下工件的变形过程进行了模拟,分析了工件在旋压过程中的受力和变形特性,并研究了减薄率(30%~45%)、变形温度(900~1050℃)、主轴转速(3~6 r·s^(-1))和旋轮进给率(1.0~2.5 mm·s^(-1))等工艺参数对旋压过程中等效应力、等效应变的影响规律。结果表明:变形温度和主轴转速对工件成形质量的影响较小,旋轮进给率和减薄率对成形质量的影响较大。随着旋轮进给率的增大,外径圆度精度呈V形分布;随着减薄率的增大,工件的最大等效应力和等效应变均随之增大。综合优选出的最佳的旋压工艺参数组合为:减薄率为30%、变形温度为1000℃、主轴转速为4 r·s^(-1)、旋轮进给率为2 mm·s^(-1)。

关键词：钛合金旋压筒形件减薄率主轴转速旋轮进给率变形温度

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2219时效强化铝合金隧道管成形工艺

锻压技术 2023年第5期48卷 111-116页

作者：祝世强王永铭沈汝洵李杰王克环马哲杨迪周长乐田建桥刘祥龙哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 首都航天机械有限公司北京100076

以2219时效强化铝合金隧道管为研究对象,制定了先旋压制坯后内高压成形的工艺方案。通过工艺试验研究了热处理状态、减薄率和旋轮进给比等对管坯旋压成形的影响,优化了旋压工艺参数。利用有限元方法分析了两种内高压成形方案的变形特征... 详细信息

以2219时效强化铝合金隧道管为研究对象,制定了先旋压制坯后内高压成形的工艺方案。通过工艺试验研究了热处理状态、减薄率和旋轮进给比等对管坯旋压成形的影响,优化了旋压工艺参数。利用有限元方法分析了两种内高压成形方案的变形特征,制定了合理的内高压成形工艺流程。结果表明:初始状态的管坯塑性较差,2219铝合金管坯的极限变形量小,经退火或淬火处理后,极限变形量大大提高。最终实现了Φ112 mm薄壁管的旋压成形,零件的厚度为1.51~1.58 mm、外径为Φ115.2~Φ115.6 mm。当内高压成形压力为65 MPa时,成形出合格的隧道管,零件的最大减薄率为7.74%。2219时效强化铝合金隧道管的力学性能较传统隧道管大幅提高。

关键词：旋压内高压成形 2219铝合金隧道管减薄率

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细长薄壁发动机金属壳体精密制造技术

锻压技术 2022年第12期47卷 200-205页

作者：王北平韩冬王兆楠张岩肖立军西安航天动力机械有限公司陕西西安710025

阐述了实现细长薄壁发动机金属壳体精密制造形/性一体化控制的两种主要技术途径,描述了形变热处理和形变时效强化技术方案加工金属壳体的技术路线及金属材料强化机理,研究获得了F154钢、30Cr3钢、30CrMnSiA钢、T250马氏体时效钢壳体旋... 详细信息

阐述了实现细长薄壁发动机金属壳体精密制造形/性一体化控制的两种主要技术途径,描述了形变热处理和形变时效强化技术方案加工金属壳体的技术路线及金属材料强化机理,研究获得了F154钢、30Cr3钢、30CrMnSiA钢、T250马氏体时效钢壳体旋压热处理工艺的关键参数。应用570~610℃的坯料调质预强化回火温度和75%以上的旋压变形率,可实现F154钢、30CrMnSi钢、30Cr3钢壳体形/性一体化控制目标,形变强化对强度的贡献率约为20%~30%;T250钢按固溶温度为(820±10)℃、时效温度为(520±20)℃进行热处理可获得抗拉强度大于等于1700 MPa的发动机金属壳体。

关键词：金属壳体精密制造形/性一体化控制旋压形变热处理形变强化

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法兰约束条件下铝合金杯形件的旋压成形性能

上海交通大学学报 2019年第1期53卷 105-110页

作者：刘若凡于忠奇赵亦希 EVSYUKOV S A 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 莫斯科国立鲍曼技术大学MT6系莫斯科105005

为了提高铝合金2024-O的旋压成形性能,通过试验研究了2种法兰约束(单边和双边)条件下杯形件的极限旋压比,并通过数值模拟研究了单边和双边法兰约束旋压成形中工艺参数对构件厚度的影响.结果表明:相对于传统的自由边旋压成形工艺,法兰约... 详细信息

为了提高铝合金2024-O的旋压成形性能,通过试验研究了2种法兰约束(单边和双边)条件下杯形件的极限旋压比,并通过数值模拟研究了单边和双边法兰约束旋压成形中工艺参数对构件厚度的影响.结果表明:相对于传统的自由边旋压成形工艺,法兰约束旋压成形工艺可以提高极限旋压比,并且双边法兰约束比单边法兰约束的效果更佳;在相同的工艺条件下,双边法兰约束的构件壁厚比单边法兰约束的构件壁厚更均匀;在法兰约束的旋压成形中,板料与托辊(或旋轮端面)间的摩擦系数对构件壁厚几乎没有影响;随着旋轮端面与托辊的约束界面间隙增加,双边法兰约束的构件壁厚先减小,而后增大并趋于稳定.

关键词：铝合金旋压法兰约束杯形件成形性能

同/异种合金焊接接头旋压成形研究现状及展望

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锻压技术 2022年第1期47卷 17-23页

作者：贾震包惠莉孙泽霖文彦臻徐逸非沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136

针对同/异种合金焊接接头的旋压成形是制造航空航天零件的重要加工方式,主要综述了近年来国内外同/异种合金焊接接头旋压成形的研究进展,总结了同种合金焊接接头的旋压成形的工艺过程和微观组织演化规律,探究了不同工艺参数条件对成形... 详细信息

针对同/异种合金焊接接头的旋压成形是制造航空航天零件的重要加工方式,主要综述了近年来国内外同/异种合金焊接接头旋压成形的研究进展,总结了同种合金焊接接头的旋压成形的工艺过程和微观组织演化规律,探究了不同工艺参数条件对成形的影响。结果表明:对于同种合金,先焊接后旋压有助于降低焊接接头组织的不均匀性,在一定程度上提高焊接接头的力学性能,降低后续成形难度;通过分析旋压变形力的作用方向和对微观组织的作用机理能够有效地解释缺陷产生机理,从而提高成形性能;如何制备异种合金坯料并成形出高精度的异种合金拼焊构件,以及在旋压过程中焊接接头的显微组织和力学性能的演化有待深入研究。

关键词：同/异种合金旋压焊接接头微观组织力学性能

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不锈钢焊管旋压损伤模型建立及损伤因子修正

计算机仿真 2023年第8期40卷 270-274页

作者：刘晓军方超富宁凯刘凤德长春理工大学机电工程学院吉林长春130022 国际科技合作基地(光学) 吉林长春130022 无锡星驱动力科技有限公司江苏无锡214100 中机试验装备股份有限公司吉林长春130103

针对439不锈钢焊管旋压存在的损伤开裂问题,基于不锈钢焊管旋压加工的特点,建立了Johnson-Cook损伤模型,采用单变量法进行拉伸模拟,确定了损伤因子的范围,分析了损伤因子对拉伸应力-应变的影响,并通过正交模拟和拉伸试验对损伤因子进行... 详细信息

针对439不锈钢焊管旋压存在的损伤开裂问题,基于不锈钢焊管旋压加工的特点,建立了Johnson-Cook损伤模型,采用单变量法进行拉伸模拟,确定了损伤因子的范围,分析了损伤因子对拉伸应力-应变的影响,并通过正交模拟和拉伸试验对损伤因子进行了修正。结果表明:损伤因子D_(1)、D_(2)、D_(3)对初始损伤值和最大等效破坏塑性应变值影响较大,损伤因子D_(4)、D_(5)对拉伸损伤的影响不明显。随着损伤因子D_(1)、D_(2)的增加损伤值和应变值逐渐增大,经正交模拟修正后的损伤模型与试验结果具有较高的一致性。

关键词：不锈钢激光焊管旋压工艺优化损伤模型

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双金属复合管直角法兰双辊夹持旋压起皱分析

西安交通大学学报 2018年第9期52卷 10-18页

作者：范淑琴王琪华毅赵升吨赵永强西安交通大学机械工程学院西安710049

为了将双辊夹持旋压成形技术应用于双金属复合管直角法兰成形,对Q235普通钢/304不锈钢双金属复合管管端的直角法兰双辊夹持旋压成形机理进行了研究。采用有限元分析软件建立了内层为304不锈钢、外层为Q235普通钢的双金属复合管的双辊夹... 详细信息

为了将双辊夹持旋压成形技术应用于双金属复合管直角法兰成形,对Q235普通钢/304不锈钢双金属复合管管端的直角法兰双辊夹持旋压成形机理进行了研究。采用有限元分析软件建立了内层为304不锈钢、外层为Q235普通钢的双金属复合管的双辊夹持旋压成形有限元模型,通过有限元仿真模拟,分析了双辊夹持旋压成形过程易产生的起皱缺陷形式及其影响因素。研究结果表明,旋辊进给率和坯料的径厚比是起皱的主要影响因素:旋辊进给率越大则所需的成形转矩越大,在一定范围内工件的成形质量也越好,但旋辊进给率过大会出现不同程度的起皱现象;坯料径厚比越大,所需要的成形转矩就越小,而成形过程中旋辊接触部位存在切向压应力,使得在一定径厚比条件下可成形的法兰宽度存在极限值,大于极限值则会发生起皱现象。对起皱情况下的成形力进行了分析,发现可以利用旋压力曲线的突然波动来确定起皱发生的时刻。

关键词：双金属复合管旋压双辊夹持直角法兰起皱