蒙皮数控拉形位移加载设计方法研究

针对蒙皮拉形工艺设计、数值模拟与数控拉形设备高效结合的问题,提出板料变形与数控拉形设备机构运动相耦合的位移加载设计方法。基于数控拉形设备VTL1000建立蒙皮数控拉形数值分析模型;采用几何解析方法推导板料变形与机构运动位移加载的关系,将关系解作为数值模拟的边界条件。用研究实例证明该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一，为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为，自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统。系统采用电液伺服技术，实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作，工作台可以形成任意角度上顶，能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹。试验结果表明，系统具有较高的精度。符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求，为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障。     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一,为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为,自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统.系统采用电液伺服技术,实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作,工作台可以形成任意角度上顶,能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹.试验结果表明,系统具有较高的精度,符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求,为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障.     

飞机蒙皮拉形机数字化控制的研究

对蒙皮拉形机的拉形工艺、设备进行了分析，介绍了示教/再现技术，并以国产MIL-2蒙皮拉形机为对象，采用可编程序控制器和示教/再现技术对传统蒙皮拉形机实现了数字化控制。     

基于回弹的飞机蒙皮拉形模型面修模技术研究

回弹是飞机蒙皮成形中不可避免的现象,影响着零件的形状精度。通过模具型面补偿方法可以降低由回弹引起的形状误差。分析基于回弹补偿的飞机蒙皮拉形模具的修模过程,确定贴模度的计算和模具修模量的计算是修模过程中的关键技术。提出虚拟拉形中的贴模度定义以及计算贴模度的直接投影法和最近单元法,并分析这两种方法的特点,得出最近单元法优于直接投影法。同时,提出基于回弹补偿的虚拟修模计算公式,针对公式中贴模度映射到模具节点修模矢量的方法,提出一次投影法和二次投影法,并针对三类典型的蒙皮零件进行计算验证。结果表明,两种投影方法都是有效的,对最大贴模度的影响不大,但就多次修模的稳定性而言,二次投影法好于一次投影法。     

双曲度飞机蒙皮拉伸成形轨迹优化与验证

加载轨迹是决定飞机蒙皮拉伸成形质量的关键因素。对某双曲度蒙皮最大截面采用应变控制的方法，解析分析并推导出拉伸成形加载轨迹范围，并作为初始加载轨迹进行优化；采用最优化理论与算法和有限元数值模拟相结合的优化方法，以减小卸载回弹、提高贴模度为研究目标，以单元最大，主应变和厚度减薄率为约束条件，建立最优化数学模型，得到合理的拉伸成形加载轨迹；在自行研制的拉伸成形试验平台上进行优化结果验证，试验结果表明，成形零件贴模度、应变分布与厚度的均匀程度均有明显提高。     

飞机蒙皮拉形模拓扑优化设计

将拓扑优化技术应用于大型飞机蒙皮拉形模的轻量化问题,可以解决传统拉形模设计中刚度与重量之间的矛盾。应用ABAQUS软件进行蒙皮拉形的非线性数值模拟,可以获取拉形模工作面的载荷数据。根据载荷数据选取的典型工况及给定的材料属性、约束条件等进行拓扑优化,将得到的拓扑优化结果进行模型重构,再对重构后的模型进行蒙皮拉形仿真,以验证模具的各项设计指标是否符合要求。以某型拉形模为例进行拓扑优化,并与传统设计的模具相比较,结果证明在同体分比的情况下,拓扑优化设计显著减小了模具的最大变形值和应力值。     

基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计

在蒙皮拉形工艺中,由于诸多不确定因素的存在,传统最优工艺条件下的成形质量存在较大波动.针对该问题,将有限元分析和稳健设计有效结合,提出基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计方法.分析蒙皮拉形中的主要质量缺陷及关键设计参数,考虑成形过程中设计参数的波动和噪声因子;基于有限元分析和响应面法给出蒙皮拉形工艺的质量缺陷指标...     

蒙皮拉形机快速换模系统力学安全性分析

拉伸成形是飞机钣金的基本成形方法。由于飞机蒙皮种类繁琐、生产批量小,在拉形的过程中需要频繁的更换模具,而现有国内蒙皮拉形机换模仍为传统换模方式,换模时间长,换模过程繁琐。针对这一情况,研发出了一套蒙皮拉形机快速换模系统,能从根本上提高蒙皮拉形机的换模效率,进而提高蒙皮拉形机的生产效率。采用有限元方法,对所提出的蒙皮拉形机快速换模系统进行力学安全性分析,研究了该系统内部重要零部件在极限工况下的应力分布,对整个换模系统的完善与再优化具有重要的意义。分析结果显示:该蒙皮拉形机快速换系统是结构安全的。     

可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统

针对可重构柔性多点模具蒙皮数字化拉形中的钉柱高度计算和工艺设计问题,开发了可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统.给出了系统的功能模块和体系结构,研究了曲面空间定位、模面补充、钉柱调形高度计算、毛料尺寸及拉形轨迹计算等关键技术和相关算法.在CATIA环境下,采用组件应用架构二次开发技术,实现了系统的开发.通过对实际蒙皮零件的分析和计算,验证了系统的实用性和有效性.     

拉形辅助的数控渐进成形试验研究

解决了板材数控渐进成形的厚度减薄严重、加工时间长等缺陷,分析了数控渐进成形和拉形的主要特点,研究了基于数控渐进成形机床伺服托架的拉形辅助的数控渐进成形技术。设计了专用夹具在数控渐进成形机床上实现了一次装夹的混合成形。通过试验分析了两种成形方法对产品厚度及成形时间的影响,结果表明,此混合成形与单一的渐进成形相比,可以有效的减少零件的过度变薄及加工时间,可以突破渐进成形的成形极限角,成形出单一的渐进成形不容易成形的零件。     

有限元法在机翼整体壁板成形中的应用

喷丸是现代飞机机翼整体壁板成形的首选方法，但喷丸成形参数的选择在很大程度上依赖于实验数据和操作经验，耗时费资。有限元方法的应用可部分解决这一难题。分析了喷丸成形的变形特点，介绍了Homer的有限元设计方法、Levers的比拟法及笔者使用的变形等效模拟法，并对3种方法各自的特点进行了比较。     

型材扭曲-拉伸-弯曲组合成形工艺研究

在介绍型材拉弯工艺的基础上,依据LWS-12-2000拉弯设备的结构特征和未来产品实现要求,提出了设备性能改进方案,给出了不同工况下成形应力的计算公式.讨论了组合成形工艺的加载顺序和潜在应用前景.     

飞机蒙皮吸盘式柔性工装系统研究

针对我国飞机生产制造业传统模式中一种零件一套专用工装的问题,采用数字化柔性工装技术的方法,研制了一套柔性工装系统,替代了多个固定工装。对应用于飞机蒙皮等零件的柔性工装系统进行研究,该系统通过电机带动立柱阵列进行三维运动控制,利用可调立柱阵列对蒙皮进行定位,采用真空吸盘对蒙皮进行吸附夹紧,最终实现了飞机蒙皮零件的重建、定位和吸附夹紧。最后用激光跟踪仪对柔性工装系统的运行精度进行检测,结果表明X、Y、Z三个方向的定位精度均在±0.1mm以内、重复定位精度均在±0.05mm以内。     

结构钢O型环拉弯成型工艺技术研究

介绍了O型环的结构特点,分析了常规工艺方法在产品成型过程中存在的不足,提出了采用拉弯成型工艺制造。型环,并由此制订了拉弯成形工艺方案。产品试制结果表明,制订的拉弯成型工艺方案可行,产品生产效率高,精度好,性能优良。