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《南昌航空大学》 2019年
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7075铝合金双曲率构件时效成形规则及有限元剖析

白慧光  
【摘要】:跟着现代飞机不断向全体性、长寿命和轻量化的方向开展,全体壁板逐步替代传统的铆接式壁板,成为现代飞机结构设计的要害构件,而时效成形技能为该类构件的成形供给了一条有效途径。本文以典型航空高强7075-T651态铝合金为研讨目标,经过实验和有限元模仿的办法对其双曲率构件的时效成形规则进行了研讨。经过自行设计加工的导柱式工装进行时效成形实验,研讨了双曲率构件的时效成形规则。经过正交实验讨论不同工艺参数对回弹影响的主次次序,以及在该研讨范围内的最佳工艺参数。经极差剖析和方差剖析得到以下定论,时效温度为最主要要素,时效时刻和试样厚度为非必须要素,试样宽度影响最小;该研讨范围内的最佳工艺参数为:时效温度180℃,时效时刻12h,试样厚度3mm,试样宽度70mm。在正交实验定论的基础上,选取主要要素进行双曲率构件时效成形实验,研讨了其对回弹的影响规则。比照研讨了不同时效时刻下的单、双曲率构件时效成形规则,发现双曲率构件时效成形的成形效果要好于单曲率构件时效成形,两个方向上弯曲应力的耦合效果会对回弹发生抑制效果。选取适宜的蠕变本构模型,经过蠕变拉伸实验拟合本构模型的参数,实验曲线和推导出本构方程的拟合曲线吻合度较好,符合实际工程使用。在推导的本构模型基础上,根据ABAQUS树立双曲率构件时效成形的有限元模型并经过实验验证,回弹率的实验值和模仿值吻合度较高,树立的模型可以较好的描绘7075铝合金双曲率构件的时效成形进程。针对7075铝合金双曲率构件的时效成形进程进行有限元剖析,获得了时效成形进程中Mises等效应力、创立途径上的应力、蠕变应变和回弹的演化进程以及散布状况;发现时效前4h的应力松懈速率和蠕变速率最快,达到了整个时效进程的一半以上;整个时效阶段,不和中心处的蠕变量最大。经过回弹模仿,获得了不同工艺参数(时效时刻、板材厚度、板材宽度、模具半径、加载压力)下双曲率构件时效成形的回弹规则;并对不同板材厚度下单、双曲率构件的回弹规则进行比照研讨。
【学位颁发单位】:南昌航空大学
【学位等级】:硕士
【学位颁发年份】:2019
【分类号】:TG146.21;TG156.92;V261

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