检索结果-南通市图书馆

作者：朱宝行上海交通大学

学位级别：硕士

带网格内筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要壳体类零件,该结构可以提高构件刚度并满足轻量化设计要求。通过流动旋压工艺整体成形该类零件,成形件具有综合力学性能好、可靠性高等优点。然而,在成形过程中,出现了因为毛坯材料沿厚度方向... 详细信息

带网格内筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要壳体类零件,该结构可以提高构件刚度并满足轻量化设计要求。通过流动旋压工艺整体成形该类零件,成形件具有综合力学性能好、可靠性高等优点。然而,在成形过程中,出现了因为毛坯材料沿厚度方向上塑性流动不充分,致使加强筋成形高度不够;由于网格筋的限制,导致成形件难以脱模等问题,严重影响了流动旋压工艺在带网格内筋薄壁筒形件成形中的应用和推广。本文以某特征带网格内筋薄壁筒形件为例,展开了流动旋压中加强筋理论高度计算方法、带网格内筋薄壁筒形件流动旋压仿真和相关实验研究,主要研究内容如下:(1)流动旋压中加强筋理论高度计算方法研究加强筋高度对于带筋构件的结构刚度和承载性能有很大影响,是该类零件的主要设计参数之一。推导加强筋位置毛坯材料的受力状态,根据塑性变形体积不变原则和平面应变假设,并基于切片模型,提出加强筋理论高度计算方法。研究了毛坯壁厚减薄率和毛坯壁厚对加强筋成形高度的影响,研究发现,随着减薄率的增加,网格筋的高度随之增加;当毛坯壁厚小于芯模凹槽深度时,网格筋高度几乎随着毛坯壁厚的增加而线性增加;当毛坯壁厚大于芯模凹槽深度时,网格筋高度随着毛坯壁厚的增加而增加得不明显。(2)带网格内筋薄壁筒形件流动旋压仿真建模研究建立了带网格内筋薄壁筒形件流动旋压的仿真模型。结合仿真结果,分析零件流动旋压成形性,重点分析了加强筋位置的应力分布和材料流动特点。随着减薄率的增加,成形件的等效应变明显增大,并且当减薄率增加至45%时,成形件外表面对应加强筋过渡位置出现裂纹;横筋位置应力分布比纵筋位置均匀,成形件出现裂纹缺陷位置材料的应力分布不均匀,等效应变也比较大;网格筋位置材料的径向和轴向流动,是成形网格筋的主要原因。结合仿真结果,验证了加强筋理论高度计算方法的适用性。(3)带网格内筋薄壁筒形件流动旋压实验研究设计带网格内筋薄壁筒形件流动旋压模块化组合芯模,实现了成形件的快速脱模。开展不同工艺参数下的带网格内筋薄壁筒形件流动旋压实验,评估并讨论了减薄率和进给比对零件成形质量的影响;在本实验条件下,当毛坯壁厚减薄率为45%,进给比为0.5mm/r时,可以成形出高且均匀的网格筋,同时成形件表面没有裂纹缺陷。探索增设一组O形硅胶圈约束圆筒形毛坯材料轴向流动的工艺方案,从而实现加强筋成形高度的提升。本研究为带网格内筋薄壁筒形件流动旋压的工程应用提供了理论指导和技术支持。

关键词：流动旋压薄壁筒形件网格内筋加强筋高度工艺方案

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薄壁筒形件流动旋压内筋高度计算方法

引用

塑性工程学报 2020年第2期27卷 68-78页

作者：朱宝行赵亦希于忠奇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

通过流动旋压工艺实现了带网格内加强筋薄壁筒形件的整体成形。为了评估成形件的重要设计参数,即加强筋高度,基于平面应变假设和切片模型,考虑了毛坯材料属性和工艺条件,对成形加强筋毛坯材料的变形特点进行分析,并提出加强筋高度的计... 详细信息

通过流动旋压工艺实现了带网格内加强筋薄壁筒形件的整体成形。为了评估成形件的重要设计参数,即加强筋高度,基于平面应变假设和切片模型,考虑了毛坯材料属性和工艺条件,对成形加强筋毛坯材料的变形特点进行分析,并提出加强筋高度的计算方法。最后,开展了单道次流动旋压工艺试验对该方法进行验证。研究结果表明,加强筋高度与毛坯材料屈服强度、毛坯与芯模和毛坯与旋轮之间的摩擦系数以及毛坯壁厚减薄率等因素相关。并得出结论:当减薄率在25%~40%时,应用该计算方法可以较准确地得出横向加强筋的高度;当减薄率在30%~45%时,纵向和网格加强筋高度计算结果误差较小。

关键词：网格内筋薄壁筒形件流动旋压加强筋高度解析计算方法

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