薄壁曲面整体构件流体压力成形起皱机理与控制

塑性失稳诱发起皱是制约薄壁曲面构件整体成形的瓶颈问题,通过考虑悬空区反胀效果的曲面薄壳流体压力成形力学分析,推导抑制起皱和破裂的非线性流体压力加载曲线,建立临界起皱应力模型为塑性失稳提供理论判据;在此基础上,针对大型贮箱整体箱底构件流体压力成形起皱预测和控制难题,理论计算大型箱底流体压力成形加载路径,分析流体压力加载路径对反胀区形状、失稳行为和应力分布影响规律,揭示曲面薄壳流体压力成形起皱抑制机理;采用我国自主研制的超大型数控流体压力成形装备(成形力1.5万t/高压液体体积5 m~3),首次试制出直径3 m级运载火箭燃料贮箱整体箱底,解决了大型超薄(厚径比2‰)曲面薄壳失稳难题。