2050铝锂合金喷丸成形变形规律试验研究

目的 以某飞机机身壁板为研究对象,采用2050铝锂合金材料开展喷丸成形基础工艺研究,获得其宏观变形规律。方法 采用正交试验法,选取零件厚度、喷丸气压、移动速度、预应力4个喷丸工艺参数作为正交试验因素,对2050铝锂合金进行喷丸成形试验,研究不同工艺参数对喷丸变形的影响规律。结果 随着4个喷丸工艺参数的变化,2050铝锂合金喷丸弯曲半径曲线均呈现出幂函数曲线特征,其中喷丸弯曲半径随着零件厚度和移动速度的增大而增大,随着喷丸气压和预应力的增大而减小。结论 根据正交试验结果可知,各参数对喷丸变形程度的影响顺序为:板材厚度＞预应力＞移动速度＞喷丸气压。通过回归分析建立了喷丸弯曲半径与工艺参数间的幂函数经验方程,为后续开展机身壁板喷丸成形提供了一定的技术支撑。     

飞机蒙皮多道次滚弯加载轨迹设计方法研究

目的研究针对数控滚弯机的飞机蒙皮多道次滚弯加载轨迹设计方法。方法根据数控滚弯机机构的特点,提取零件截面线,根据截面线曲率进行分段和参数化方法设计加载轨迹,通过反向求解将加载轨迹转换为设备运动参数。结果飞机蒙皮多道次滚弯加载轨迹设计方法有效地提高了工艺参数设计的效率和准确度,并与数控设备相结合,输出了设备的控制参数。结论相比传统的以经验分析和通过反复试弯大致确定工艺程序及参数,并通过人工控制的飞机蒙皮滚弯成形方法具有突出的实质性特点和显著的进步。     

硬铝合金半球形零件的渐进成形工艺研究

目的 研究冲压胀形工艺与渐进成形工艺成形半球形零件的区别。方法 使用两种热处理状态的硬铝合金,AA2024-O和AA2024-T4,分别用冲压胀形工艺和渐进成形工艺成形半球形零件。结果 相比较渐进成形零件而言,使用冲压胀形工艺得出的半球形零件的壁厚相对均匀,变形程度可以达到更大;在相同的试验条件下,AA2024-O的成形性能远高于AA2024-T4的成形性能;在本实验所研究的参数范围内,下压量越小,成形高度越大,对AA2024-O进给速率越快,成形高度越大;而对AA2024-T4进给速率越慢,成形高度越大;对于胀形零件,材料在胀形过程中处于双向拉伸应变状态,而渐进成形零件在成形过程中处于平面应变状态;胀形零件的最大应变和最大减薄处是半球的中心,而渐进成形零件的最大应变和最大减薄处是半球的边缘。结论 胀形零件的危险截面在半球的中心,渐进成形零件的危险截面在半球的边缘。     

铝锂合金无中间层扩散焊接工艺研究

概述了铝锂合金超塑成形 /扩散焊接技术的现状 ,研究了铝锂合金无中间层扩散焊接工艺 ,通过选取适当的工艺参数和焊接前化学处理 ,使焊件获得较高的剪切强度。     

Z型材变曲率数控滚弯等圆弧逼近算法与实现

Z型框缘类零件是组成飞机骨架的主要受力零件,传统的加工方法无法保证零件的成形精度和表面质量.本文根据数控四轴滚弯成形的功能和工艺特点,在机床响应工步范围内,提出了变曲率零件外形轮廓等圆弧逼近算法,对变曲率零件外形轮廓简化成有限段等曲率弧段,并对各弧段曲率半径的回弹量做了补偿修正,完成了复杂变曲率Z型材连续滚弯成形和加工精度的控制.成形零件经标准检验样板检测发现:相比以往CAD手动划分滚弯加工,等圆弧逼近算法对零件的外形轮廓弧段的合理划分,有效提高了复杂变曲率Z型材零件的滚弯成形精度和加工效率.     

铝锂合金无中间层扩展焊接工艺研究

概述了铝锂俣金超塑成形／扩散焊接技术的现状，研究了铝锂合金无中间层扩焊接工艺，通过选取适当的工艺参数和焊接前化学处理，使焊件获得较高的剪切强度。     

铝锂合金在航空业的应用及SPF/DB工艺进展

简述了铝锂合金材料在航空制造中的应用,并对其超塑性成形及扩散连接工艺的最新进展作了简要的介绍。     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验,研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为,获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸-变形程度关系图,确定出合金的锻造工艺参数:锻造温度为350～420℃,临界变形程度为8%～10%,变形速率以低速为宜.结合实际情况,制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺,即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形.生产出的1420合金模锻件尺寸精度高,综合性能优良.     

大型飞机机身双曲度蒙皮纵向拉伸成形加载优化设计与试验研究

目的针对C919大型客机机身双曲度蒙皮进行纵向拉形的加载轨迹优化与试验研究。方法应用蒙皮拉形工艺设计制造软件,采用优化设计的方法,对机身典型蒙皮零件进行纵向拉形加载轨迹设计;进行拉形过程的有限元仿真,判断设计的加载轨迹是否满足成形要求,将优化后的加载轨迹应用于实际零件成形;进行实际零件拉形试验,对毛料伸长与局部应变进行测量,与有限元仿真进行对比,验证有限元仿真的准确性。结果实际零件的毛料伸长与轨迹设计和有限元模拟的伸长量十分接近;将优化设计后的加载轨迹应用于实际零件的成形,获得了满足零件交付要求的蒙皮零件。结论通过加载优化设计与试验,验证了有限元模拟有较好的精度;通过加载轨迹优化与有限元模拟结合的拉形工艺设计方法,可以用于零件的实际生产。     

复杂空间弯管三维自由弯曲成形有限元模拟及试验

目的以一复杂空间弯管为例,开展三维自由弯曲成形实验研究。方法首先提出三维自由弯曲成形工艺解析方法,然后通过有限元模拟与实际试验相结合的方法进行研究。结果有限元模拟所得到的弯管与CAD模型相比,弯曲半径偏差值不超过2%,吻合度较高。实际成形出的弯管与CAD模型对比显示,第1个弯曲段的实际弯曲半径为118 mm,设计值为120 mm,实际值与设计值偏差1.67%;第2个弯曲段的实际弯曲半径为133 mm,设计值为130 mm,实际值与设计值偏差2.30%,2个弯曲半径的偏差值均不超过3%。结论验证了三维自由弯曲成形工艺解析方法的可靠性,有限元模拟较好地指导了实际成形试验。     

2024-T42铝合金低中应变率力学性能及本构关系

为研究2024-T42铝合金的低中应变率力学性能和本构关系,采用电子万能实验机和高速液压伺服材料实验机,进行常温下2024-T42铝合金准静态、低中应变率拉伸实验,得到材料在不同应变率下的应力-应变曲线。考虑颈缩对真实应力-真实应变的影响,采用仿真反演方法对颈缩后的真实应力-真实应变曲线进行修正,并基于Johnson-Cook本构模型进行拟合。结果表明:2024-T42铝合金在低中应变率范围的率敏感性较弱;但具有较强的应变硬化效应;基于仿真分析的反演修正方法能较好重构材料颈缩点后的真实应力-真实应变曲线;并通过铝管压溃实验和仿真分析,验证了反演修正方法的合理性和所获本构模型参数的准确性。     

Dislocation theory based short crack model and its application for aircraft aluminum alloys

This paper presents a study on dislocation theory based short/small crack modeling, and its application for short crack growth life analysis on 2024-T351 aluminum specimens. The dislocation theory was applied to determine the crack tip opening displacement (CTOD) of a microstructurally short crack by taking into account the effects of microstructural features, such as grain size, orientation, and grain boundary. The CTOD was then used as the parameter for calculating the short crack growth rate. In this work, an existing CTOD model was modified for estimating the short crack life of 2024-T351 single edge notch tension (SENT) specimens, which were tested in an Advisory Group for Aerospace Research and Development (AGARD) program [Newman JC, Edward PR. Short-crack growth behavior in an aluminum alloy: an AGARD cooperative test programme. AGARD-R-732, NATO, Advisory Group for Aerospace Research and Development; 1988]. The analytical results matched the test results reasonably well.     

航空轻质合金及其激光焊接头盐雾腐蚀行为研究

对1420铝锂合金、BT20钛合金薄板及其激光焊接头的耐腐蚀性进行了研究.实验按照GB/T10125-1997<人造气氛腐蚀试验盐雾试验>进行.极化曲线和中性盐雾腐蚀实验表明:钛合金耐腐蚀性能良好,腐蚀失重不明显.电镜扫描观察发现,1420铝锂合金锈点直径较大,且连成片,表面明显变色.     

Superplastic Forming of an Al-Li-Cu-Mg-Zr Alloy Using Various Forming Paths

A series of experiments were performed by use of various forming paths during superplastic forming of an Al-Li based alloy. A fully recrystallized Al-Li-Cu-Mg-Zr alloy could be formed superplastically using paths of either a constant or a variable strain rate. The distribution of thickness along the formed sheet was confirmed by the results as being not much sensitive to the forming paths. The uniformity of the formed part affected the microstructural characteristics; the grain size was larger in regions at which the plastic deformation was larger, an effect was believed due to strain-induced grain growth. Static growth of grain showed little effect on an Al-Li based alloy during superplastic forming. The strain-induced grain growth influenced the distribution of grain size, resulting in cavitation occurring in the regions of large grain size. A two-step variable forming path could reduce cavitation in the formed part.     

6013-T4铝合金不同温度下的动态流变应力及组织演变

采用分离式霍普金森(SHPB)压杆装置进行6013-T4铝合金动态压缩试验,获得温度为25℃、100℃、200℃、300℃、400℃,应变速率为1 000s~(-1)、2 000s~(-1)、3 000s~(-1)、4 000s~(-1)、5 000s~(-1)条件下材料的真应力-真应变曲线,并通过透射电子显微镜(TEM)观测了6013-T4铝合金在不同变形条件下的组织演变。结果表明:6013铝合金有明显的温度敏感性,但是对应变速率的敏感性较弱。应变速率和温度对6013铝合金微观组织的影响显著,位错密度随应变速率的升高而增大,随温度的升高而减小。基于实验数据,求得了6013铝合金Johnson-Cook模型的本构参数并建立其本构模型。与实验结果进行对比,结果表明,所建立的本构模型能够很好地预测6013铝合金的流变应力。     

A Comparative Study on the Production of a Hat Profile by Roll Forming and Stamping

Lightweight design using high-strength aluminum alloys has gained importance due to the continuing need for weight reduction and increasing crash safety requirements in the automotive industry. There are various manufacturing processes available for processing high-strength aluminum alloys. Herein, the production of high-strength aluminum parts by roll forming and stamping based on the example of an AA7075-T6 hat profile is compared. Roll forming represents a continuous manufacturing process, while stamping is a discontinuous process. Different process routes (T6, W-Temper and O) for roll forming as well as for stamping (T6, W-Temper, O and hot forming) are in focus of the investigation. Fundamental differences of the forming processes and the tempering condition are observed and criteria for the choice of the manufacturing process and process route are presented. The temperature-supported process routes improve the poor cold formability of AA7075 alloy and thus enhance the process window. Potential is offered for both manufacturing processes by applying tailored properties achieved through targeted quenching.