基于ACO BP NN的飞机零件橡皮囊成形起皱预测

利用ABAQUS/Explicit有限元分析软件对2A12 O态铝合金橡皮囊成形凸曲线弯边零件起皱现象进行分析,借助正交试验工具,进行了橡皮囊成形数值模拟试验。通过分析材料性能参数和工艺参数对凸弯边橡皮囊成形零件的影响,获取了影响凸曲线弯边零件起皱的主效应参数,并在此试验基础上建立了基于蚁群神经网络的起皱预测模型。在利用大量试验数据对其训练之后,使用该模型预测橡皮囊成形零件的起皱情况,同时对2A12 O态铝合金板材橡皮囊成形凸弯边零件进行工艺试验验证,结果表明：该模型能够在研究新零件成形过程中快速获得最佳成形参数,并且可以提高效率的工业,且预测误差控制在5%以内,且满足工业应用标准。     

橡皮囊液压成形模拟算法的开发及应用

基于有限元增量理论和BWC壳单元,提出一种新的快速模拟橡皮囊液压成形的算法。该算法可简化橡皮囊层与板料接触模型,能够对橡皮囊层所施加作用的板料区域进行自动判断,并对该区域进行液压加载;根据橡皮囊的容积,可自动调整囊内的液压强度,将液压力均匀地分配在零件的节点上;同时,采用该算法对橡皮囊层与板料的摩擦模型进行处理。以一直弯边零件为研究对象,选择铝合金材料AA2024-O进行橡皮囊液压成形模拟,其模拟结果与相关文献中的数据进行比较证明,该文算法对橡皮囊液压零件成形具有良好的精度。     

TB5钛合金凸弯边橡皮成形简化模型及成形极限研究

基于凸弯边橡皮成形模拟分析和试验验证,分析了橡皮的不同简化模型对凸弯边橡皮成形起皱模拟精度的影响。在用ABAQUS模拟凸弯边橡皮成形时,橡皮简化为厚向4 mm的体单元网格,并用增强的沙漏控制模型,可兼顾计算精度和计算效率。基于工艺参数对凸弯边橡皮成形起皱规律的影响规律,确定了影响凸弯边橡皮成形的橡皮硬度和压力的最佳工艺参数。基于有限元模拟和试验设计,获取不同几何结构的凸弯边橡皮成形极限弯边高度。通过数学分析方法,建立了TB5钛合金凸弯边橡皮成形极限预测模型,并用试验验证其预测的准确性。     

Ti-15-3钛合金橡皮成形凸弯边起皱预测

基于ABAQUS／Explicit对Ti-15-3钛合金室温锥杯成形实验中悬空侧壁起皱现象进行分析,通过对零件边缘的皱纹波长和峰高的定量研究,获取较适合Ti-15-3钛合金室温成形侧壁起皱的模拟参数。将Ti-15—3钛合金室温锥杯成形起皱获取的模拟参数,用于Ti-15-3钛合金凸弯边橡皮成形起皱的预测,通过定量比较凸弯边边缘的皱纹波长和峰高,分析不同硬度的橡皮对Ti-15-3钛合金凸弯边橡皮成形起皱的影响。经实验验证,有限元模拟对Ti-15—3钛合金凸弯边上皱纹的模拟与实验结果有很好的一致性。     

基于试验和有限元方法的橡皮囊液压成形回弹规律

橡皮囊液压成形中常见的缺陷包括破裂、起皱和回弹等成形缺陷,其中回弹缺陷直接影响钣金件的尺寸精度。文章针对带下陷直弯边和凸弯边钣金件进行橡皮囊液压成形试验。结果表明,随着压力的增加,回弹值减小;弯曲线取向为90°的回弹值,大于弯曲线取向为0°的回弹值;弯曲成形性能与轧制方向的选取有关。有限元模拟结果与试验结果进行对比分析表明,模拟所得回弹值与试验结果相比偏小。     

带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

为提高飞机钣金零件的成形质量,对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验,获得材料的力学性能参数,为回弹补偿和有限元模拟提供条件;采用CATIA二次开发系统,对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿,生成准确的回弹补偿模具;采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件,对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证,验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明:在成形压力为50 MPa时,零件回弹前后的角度误差为1°,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。     

复杂半管零件的充液拉深成形工艺设计

针对当前复杂半管零件成形难、成形质量差的问题,采用充液拉深成形工艺解决复杂半管零件的成形难题。在采用正交试验以及数值模拟软件的基础上,根据对不同试验方案模拟结果的壁厚分析,得到了复杂半管零件充液拉深成形的最佳成形参数,即液室压力为15 MPa、凹模圆角半径为15 mm、凸模摩擦系数为0.1、凹模摩擦系数为0.1。建立了以抛物线形过渡工艺补偿面的凸模端口结构模型,确定了最优液室压力加载路径为PPB方式,并对5A02-O态铝合金板材充液拉深成形的复杂半管零件进行了工艺试验验证。结果表明,充液拉深成形工艺可有效地解决复杂半管零件的成形问题,成形出零件的最小壁厚为1.65 mm,满足工业要求。     

橡皮成形数值模拟回弹预测精度的影响因素

基于有限元数值模拟的工艺分析方法提高橡皮囊液压成形工艺的零件质量,回弹预测的精度,是直弯边橡皮成形数值模拟的关键。文章以有限元软件PAM-STAMP 2G为平台,针对铝合金板2B06-W30min的直弯边橡皮成形工艺,建立成形与回弹过程的数值模型,研究影响数值模拟回弹预测精度的关键因素,如单元积分类型、网格尺寸、厚向积分方案,以及板料厚度波动等对回弹量的影响规律。通过有限元数值模拟结果与实验测量结果对比,分析数值模拟中回弹预测精度的影响规律,提出了数值模型的改进方法。提高数值模拟成形精度,需要精确控制模拟过程的关键环节,力求在每个环节减小误差累积。该文对实际生产具有指导意义。     

基于CATIA的弯边零件橡皮囊液压成形下陷区回弹补偿及验证

针对弯边零件橡皮囊液压成形过程中普遍存在的回弹现象,运用PAM-STAMP2G有限元分析软件对带下陷弯边零件进行模拟,发现下陷特征两侧的回弹值明显小于其他位置的回弹值,下陷特征限制了回弹的发生。利用解析法得到理论回弹公式,使用曲线法平面截取补偿算法和下陷区型面补偿方法解决了下陷区的型面补偿问题。在CATIA交互模式环境下完成了对回弹补偿系统的开发,对补偿后的模具进行有限元数值模拟,对比橡皮囊液压成形试验结果。发现零件回弹前后的角度偏差均在1°以内,验证了回弹补偿系统对带有下陷特征的弯边零件具有很好的补偿效果,节约了大量的修模成本。     

一种橡皮囊成形弯边零件的回弹补偿方法

在橡皮囊成形后的卸载阶段,由于钣金件内部残余应力的释放必然导致回弹,有时会造成制件几何尺寸超差、甚至报废。针对该问题,提出了采用经验公式法对曲线弯边的半径和弯曲型面进行补偿的算法,克服了有限元模拟位移调整法中多次迭代效率低、回弹补偿精度不高等问题,只需考虑钣金件的材料参数和几何尺寸,并配合二次开发软件即可快速生成曲线弯边零件的模具补偿工作型面。对典型的直弯边零件进行工艺试验验证,结果表明,弯边后零件的回弹角随着成形压力的增加而减小,回弹后零件的圆角半径与角度可控制在允许精度范围之内。     

变截面型材拉弯成形工艺仿真与优化

根据7075铝合金变截面缘条零件的特征建立有限元仿真模型,研究变曲率型材成形过程中的各项工艺参数对零件拉弯成形时所产生的起皱和回弹等表面质量问题的影响。在等截面与变截面的不同条件下的拉弯仿真工艺参数的选择,会直接影响成形结果。加大拉紧力,可以有效解决拉弯后零件的起皱现象;在相同拉紧力下,减小型材宽度,可以避免型材断裂的问题。增加包覆角度,可以降低拉弯后零件的回弹量,也可以使零件卸载后的相对于模具的位移缩短。工艺仿真与工艺参数的优化可以解决拉弯后零件的起皱和回弹现象,并通过工艺试验对仿真后的结果进行工艺验证。     

飞机凸翻边零件橡皮成形起皱控制方法研究

针对飞机凸翻边零件橡皮成形的起皱问题,利用PAMSTAMP2G软件对凸翻边零件的橡皮成形进行了有限元数值模拟研究。分析了摩擦系数、加载速率以及橡皮硬度对起皱的影响,得到不同的模拟结果及成形参数。采取增加侧压块的方法,通过一系列的正交模拟得出了侧压块的外形设计的参数依据。综合试验和模拟的结果,表明侧压块方法对起皱控制是可行的。     

橡皮液压凸弯边成形试验与分析研究

橡皮成形是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法.凸弯边成形是橡皮成形的主要形式之一,起皱是凸弯边成形过程的常见缺陷.采用正交设计方法对影响凸弯边成形过程的几个因素如模具半径、倒角半径、翻边高度和压力进行了试验研究,分析了不同因素和不同材料对凸弯边的起皱影响.发现对于不同材料,随着强度的增加,起皱趋势也增加.随着材料强度的增加,倒角半径对起皱的影响降低,压力和翻边高度对起皱的影响增加,模具半径对起皱的影响最大.     

7075铝合金变截面曲率构件拉弯仿真及试验研究

针对某型飞机7075铝合金变截面曲率构件拉弯成形起皱明显、回弹严重、手工敲修量大、工艺周期长等问题,提出采用新淬火状态型材一次拉弯成形工艺方法,并将有限元仿真与工艺试验相结合,分析验证了拉伸力、坯料宽度、包覆角度等工艺参数对零件起皱、破裂、回弹的影响规律.结果表明:增大拉伸力可有效抑制型材内侧的起皱现象;合理减小坯料宽...     

铝合金薄板零件一步法橡皮囊成形实验分析

铝合金薄板零件即浅盆形零件在一步法橡皮囊成形后,盆底和法兰部分分别出现鼓动和松动缺陷。通过对此缺陷进行实验分析,提出改进的一步法橡皮囊成形工艺为:下料水淬矫平橡皮囊成形时效硬化修边,橡皮囊成形需要进行低压和高压二次橡皮囊的包边成形,并采用蒙拉矫平与可矫平0.4 mm板辊式矫平机单独矫平的两种不同的矫平方式进行实验分析对比,蒙拉矫平的预拉量需要控制在1.5%~2%范围内。实验结果表明:采用聚合物淬火液进行淬火的板料变形小;采用可矫平0.4 mm辊式矫平机单独矫平与蒙拉矫平相比,可使鼓动和松动缺陷减小,成品率提高70%。     

大曲率高翻边钣金零件橡皮成形起皱控制

起皱是橡皮液压成形主要缺陷之一,大飞机固定前缘安装着一系列鱼头状钣金隔板件,曲率大、翻边高,成形时易起皱,控制起皱是需要解决的关键问题。借助于PAMSTAMP板料成形模拟软件建立橡皮成形有限元模型,对大曲率、高翻边钣金件橡皮成形起皱缺陷进行数值分析,研究侧压块模具结构与压边圈模具结构对橡皮成形消皱技术的影响效果,确定展开毛坯、模具结构、橡皮硬度等的最佳数值,并加以试验验证,最终形成了一种可直接采用无余量展开毛坯完整机械加工凸弯边零件的橡皮成形技术,实现了大曲率、高翻边零件的无皱橡皮精确成形,为大型飞机钣金制造提供参考。     

基于有限元模拟的变截面辊弯成形起皱缺陷预测

针对变截面辊弯成形过程中凸弧受压失稳起皱问题,利用改进后的C-B起皱预测准则和有限元仿真技术,计算起皱因子以评价板料凸弧各处起皱发生的难易程度,生成起皱云图以观察材料各部分的稳定状态并预测可能出现起皱的部位。根据此准则,通过正交实验研究板厚、圆弧半径、边腿高度和圆弧圆心角对起皱的影响规律,为修改辊弯成形工艺和模型提供依据。有限元仿真模拟结果与理论推导数据吻合良好,证明了起皱准则的有效性和精确性。     

基于FEM-BPNN技术的飞机框肋零件橡皮囊成形回弹仿真预测

为了精确预测和控制回弹量,利用有限元模拟软件PAM-STAMP 2G对橡皮囊成形过程进行模拟,并将模拟的回弹值结果与试验结果进行对比,吻合良好,验证了有限元模型的有效性。以成形压力、凸模圆角半径、摩擦系数、硬化指数、翻边高度及板料厚度为输入层,以回弹量作为输出层,建立了6-13-1的3层结构BP神经网络模型。基于正交试验设计及有限元模拟回弹结果值的相关数据对BP神经网络预测模型进行训练和测试,得出此预测模型的预测值与有限元模拟值的最大误差为9. 61%。进行了橡皮囊成形试验验证,结果显示试验值与预测值的误差为8. 58%,在工业要求的误差之内,进而验证了BP神经网络预测模型的可靠性,符合生产要求。     

双曲率薄壁铝合金盒形件充液成形工艺

双曲率薄壁铝合金盒形件是一种常见的飞机内蒙皮类钣金零件。针对目标零件采用传统落压成形过程中存在的生产效率低、表面质量差的问题,采用充液成形工艺成形该类零件,其目的在于提高零件表面质量并降低模具成本。通过数值模拟软件,建立了双曲率薄壁铝合金盒形件主动式充液成形的有限元模型,通过分析液室压力、压边力加载路径、润滑条件等因素对零件成形性的影响,对零件成形的起皱和破裂情况进行分析,优化确定最佳的工艺参数。并依据优化后的工艺参数进行了现场实验,利用数值模拟技术分析和解决了现场实验零件的质量问题,成功制造出合格零件,进一步验证了工艺方案及工艺参数的可行性。     

铝合金异形件充液成形失稳控制策略

对2024-O铝合金异形件的充液成形过程进行研究,讨论充液成形过程中可能出现的失稳形式,通过数值模拟与实验分析液室压力和压边间隙对充液成形的影响,优化工艺参数,提出了控制失稳的措施。结果表明,长边法兰起皱和短边侧壁断裂是成形的主要失效形式,采用合理的压边间隙、液室压力加载路径,可以有效控制法兰起皱和侧壁破裂,实验结果与数值模拟符合较好。