航空发动机复杂板件充液成形系统及关键技术研究

【类型】学位论文

【作者】谷国超 

【关键词】 不锈钢,有限元分析,充液成形,复杂板件

【摘要】充液成形是近年来发展起来的一种实用性很强的成形技术，并得到广泛关注且已经被应用于航空航天、汽车，厨卫用具、轻工等制造领域。充液成形工艺与传统拉深工艺相比具有成形模具加工费用低、成形极限高、成形后的零件精度高、表面质量好等特点。充液成形特别适合用于形状复杂，成形难度大，精度要求高的薄板零件。航空发动机复杂不锈钢零件是一个发动机中的关键零件，在传统落压工艺成形时，容易产生拉裂及起皱缺陷，严重影响了零件性能，导致生产成本高，生产周期长。针对以上出现的问题，本文提出复杂零件的充液成形工艺，基于相似零件研究的基础上，利用有限元模拟技术对成形工艺进行研究，并在此基础上设计了一套充液成形系统。在对充液成形技术的发展和国内具体情况调查的基础上，研制了基于通用单动液压机的充液拉深模架型式的充液成形装备，解决了其中的关键技术。整个装备由模架、液压控制系统、计算机控制系统等三部分组成，可以实现充液成形过程的液室压力和压边力的实时控制。本文综合运用了三维造型软件CATIA和有限元分析软件Dynaform，建立合理的有限元力学模型，并对两种具有相同典型特征的复杂板件充液成形过程进行了分析。研究和分析了复杂件在充液成形的各种缺陷发生机理，主要包括破裂和起皱、在不同条件下板料内部应力应变的分布、厚度的变化趋势等，为工艺试验合理工艺参数的确定提供了依据，并对相似件的充液成形工艺进行了有限元模拟及工艺试验。对复杂件的充液成形过程进行了试验研究。本文分析了成形过程中压边力、液室压力及毛坯几何形状对零件成形性的影响，并得出了具有一定意义的结论，验证和修正了理论分析的结果。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】郎利辉

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