板金液压柔性技术及其产品设计

板金液压柔性成形具有诸多的优点,受到了汽车、航空航天等领域设计和研究者的普遍重视。文章主要介绍了板金液压柔性成形技术的内涵和外延,针对所提出的无模液压柔性成形技术和复合液压柔性成形技术,从不同的工艺方法入手,基于所研制的液压柔性成形设备,介绍了相关的飞机等领域产品特点以及设计要点,并对其中的关键工艺参数进行了描述。     

GH4169瞬时液相扩散连接界面及力学性能分析

采用真空瞬时液相扩散连接技术(TLP-DB)对航空用高温合金GH4169进行了连接;在一定压强、温度及保温时间等主要工艺参数下,使用BNi2钎料作为中间层材料,实现GH4169的有效连接。用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和拉伸试验机等设备,对比相同条件下的直接扩散连接,分析TLP-DB的接头界面组织形貌、元素分布及连接强度等特点。结果表明:GH4169合金在压强20 MPa、温度1100℃、保温保压时长90 min的条件下,TLP-DB连接接头的室温抗拉强度(1006 MPa)接近母材室温抗拉强度,远高于同工艺条件下直接扩散连接强度;连接接头的拉伸断裂方式为脆性断裂,有少量韧窝的存在;经过塑性变形和元素扩散,接头界面的扩散层孔隙数目减少并产生了新的金属间化合物,孔隙和化合物的变化影响着接头的力学性能。     

TA1板材对角拉伸试验及数值模拟研究

为了测试钛合金材料的抗皱性能,以及验证塑性成形仿真软件对起皱问题的预测精度,选取了钛合金TA1材料进行方板对角拉伸试验,同时对试验过程进行数值模拟分析,对比试验结果和模拟结果,验证了数值模拟的准确性。在方板对角拉伸试验的数值模拟过程中,通过设置不同的扰动类型来替代外界影响因素,以及不同的单元阶次、算法等模拟参数,来分析各类模拟参数对数值模拟结果的影响规律。结果表明,不同的扰动类型对模拟结果产生的影响很小,采用二次单元和静态算法的数值模拟结果与试验结果基本一致,因此能够有效预测由不均匀拉应力引起的板材起皱现象。     

关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。     

异形截面构件多工序充液成形工艺及过程优化

汽车悬架臂零件为异形截面构件,是汽车底盘结构件的典型代表之一。为了提高材料利用率和成形效率,悬架臂零件采用一坯两件生产方式。基于动力显示有限元软件Dynaform,对充液成形多工序工艺路线进行数值模拟,并结合正交试验,研究主要工艺参数对充液成形的影响。在此基础上进行弯曲、预成形和充液成形工艺试验。研究结果表明:多工序充液成形有限元模拟结果与试验结果基本一致。在补料压力30 MPa、补料量15 mm、摩擦因数0.06时,成形出合格零件。     

汽车扭力梁充液成形技术研究

针对变截面汽车扭力梁充液成形过程易出现破裂和起皱缺陷,通过有限元分析和实验研究,分析了预成形模具形状和充液成形时加载路径对扭力梁充液成形质量的影响。研究结果表明:当预成形模具导向角度过小时,管坯被机械挤压内凹变形时,圆角部位容易起皱;导向角度过大时,管坯材料流向凹模困难,减薄严重;充液成形时补料初始液室压力过大,材料堆积在零件端部起皱严重。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

铝合金板材温热介质成形本构建模方法综述

铝合金板材温热介质成形温度跨度大,材料集硬化、软化特征于一体。应力应变曲线表现为3种变化趋势,即单调增、先增再稳态、先增后减。文章结合上述特点,总结了适用于温热介质成形的典型本构模型,并讨论了铝合金温热介质成形的本构建模的几种可行方法,即分段模型、线性组合模型、高阶多项式模型、神经网络模型及内变量模型。     

2024铝合金长半管类零件充液成形技术研究

针对国内某支线飞机上2024铝合金弧形挡板零件在传统落压成形中容易产生的回弹、扭曲、贴模度差和表面质量差等问题,利用有限元软件建立有限元模型,对2024铝合金长半管零件采用主动式充液胀形进行数值模拟。通过模拟分析,主动式充液胀形工艺可以显著增大零件的变形量,而变形量的增加使材料超出弹性变形阶段达到塑性变形,从而固定住所需型面形状。模拟得出合理的合模吨位为4 000 t,液室压力为17 MPa。最后对模拟结果进行试验验证,试制出了合格的弧形挡板零件,为弧形挡板成形提供了一套符合工业生产的工艺方法,对此类零件成形具有重大借鉴意义。