本文關(guān)鍵詞：典型航空發(fā)動機鈑金件成形工藝研究

  更多相關(guān)文章： 航空發(fā)動機 火焰筒 異形拉深件 有限元仿真 工藝驗證

【摘要】：為了滿足先進航空發(fā)動機高推動比等性能需要,鈑金結(jié)構(gòu)件正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄件、鍛件等零部件,在航空發(fā)動機中所占比重越來越大。航空發(fā)動機因其特殊的高溫工作環(huán)境,其鈑金結(jié)構(gòu)件通常使用服役性能好而成形性能差的板材,對其成形工藝帶來嚴重困難,已成為我國航空發(fā)動機鈑金件制造的技術(shù)瓶頸。因此,對典型航空發(fā)動機鈑金件成形工藝研究有其重要的實際應用價值。本文以某航空發(fā)動機廠中廣泛應用的GH163高溫合金火焰筒及LY16鋁合金異形拉深件為研究對象,針對當前企業(yè)生產(chǎn)中所存在的問題,依據(jù)材料成形性能研究、成形工藝模擬仿真及實際工藝驗證的思路,展開了深入研究工作:通過單向拉伸試驗得到了GH163、LY16兩種合金常溫下基本成形性能參數(shù),根據(jù)材料流變應力曲線特點分別為其選擇了合適的本構(gòu)模型并得到相應本構(gòu)方程;利用模擬成形試驗的方法分別對其相關(guān)性能進行了探究,客觀的評估了兩種板料成形性能,為其有限元仿真分析與成形工藝的制定提供了必要條件;結(jié)合GH163板料的壓延與擴孔性能,對火焰筒提出了拉深-沖孔-擴孔與一道次拉深兩種成形工藝并分別對其工藝過程進行模擬仿真將結(jié)果進行對比,選擇了更優(yōu)的工藝方案;分析了異形拉深件成形過程中出現(xiàn)球面起皺、底部破裂等缺陷的主要原因,通過理論分析及有限元模擬等手段探究了壓邊力及預成形高度等因素對缺陷的影響并提出了解決辦法;最后,由主要工藝參數(shù)設(shè)計兩種零件成形模具進行試驗驗證并對其質(zhì)量進行檢測。通過以上研究獲得如下成果:在GH163合金成形性能試驗的基礎(chǔ)上對其板料壓延性能作出了正確評估從而摒棄了火焰筒原有的多工序焊接成形方法,制定了單道次拉深成形工藝,所得到零件回彈小、外形準確、排除了焊接質(zhì)量無法保證等不利因素;LY16鋁合金異形拉深件成形時,通過增大預成形高度,后兩道次采用不壓邊的方式成功解決了其底部破裂的問題,對于成形過程中出現(xiàn)球面起皺問題利用軟性介質(zhì)代替剛性凸模的方法起到了很好的消除效果,最終所成形零件壁厚分布均勻,表面質(zhì)量良好。本研究突破了合作企業(yè)航空發(fā)動機典型鈑金件生產(chǎn)中的技術(shù)瓶頸問題,從根本上解決了其生產(chǎn)合格率偏低、試制以經(jīng)驗為主且周期長的難題。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動機 火焰筒 異形拉深件 有限元仿真 工藝驗證
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V263
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14-15
• 1.2 鈑金件在航空發(fā)動機中的應用15-16
• 1.3 航空發(fā)動機鈑金件成形方法及研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 鈑金件成形方法16
• 1.3.2 鈑金件研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 板材沖壓成形性能17-20
• 1.4.1 沖壓成形性能指數(shù)與試驗方法17-19
• 1.4.2 板料成形極限圖測定及其應用19-20
• 1.5 課題來源及意義20-21
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 航空發(fā)動機用板料成形性能研究23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 板料基本性能試驗及參數(shù)測定23-32
• 2.2.1 試驗方案的設(shè)計23
• 2.2.2 試驗材料及試樣制備23-24
• 2.2.3 試驗設(shè)備24-25
• 2.2.4 試驗結(jié)果與分析25-32
• 2.3 板料沖壓成形性能與成形極限研究32-38
• 2.3.1 試驗方案及模具設(shè)計32-35
• 2.3.2 試驗設(shè)備35
• 2.3.3 試驗結(jié)果與分析35-38
• 2.4 板料成形極限曲線研究38-43
• 2.4.1 試驗方案38-40
• 2.4.2 試樣制備及網(wǎng)格印制40-41
• 2.4.3 FLD試驗數(shù)據(jù)測定與分析41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-45
• 第三章 火焰筒成形工藝研究45-58
• 3.1 火焰筒工藝制定與可行性分析45-47
• 3.1.1 成形工藝初步定制45-46
• 3.1.2 工藝可行性分析及毛坯尺寸參數(shù)確定46-47
• 3.2 火焰筒成形的數(shù)值模擬分析47-53
• 3.2.1 材料模型的建立47-48
• 3.2.2 有限元模型的關(guān)鍵問題及其建立48-51
• 3.2.3 不同工藝方案模擬結(jié)果對比分析51-53
• 3.3 火焰筒成形試驗驗證53-57
• 3.3.1 成形設(shè)備與模具設(shè)計53-54
• 3.3.2 試驗步驟54-55
• 3.3.3 成形結(jié)果分析55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 異形拉深件多道次復合成形工藝研究58-70
• 4.1 零件工藝性分析58-59
• 4.2 異形拉深件成形數(shù)值模擬分析59-65
• 4.2.1 工藝路線及其參數(shù)的計算59-61
• 4.2.2 材料模型的建立61
• 4.2.3 有限元模型的建立61-62
• 4.2.4 模擬結(jié)果與分析62-65
• 4.3 異形拉深件成形試驗驗證65-69
• 4.3.1 模具設(shè)計與試驗步驟65-66
• 4.3.2 成形結(jié)果分析與缺陷解決辦法66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐中杰;郭鐵明;付迎;惠枝;韓昌松;;鎳基高溫合金的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];金屬世界;2014年01期

2 曹曉卿;劉毅;王敬偉;池成忠;李黎忱;王紅霞;;AZ31鎂合金薄板在熱態(tài)下的成形極限圖及其應用[J];稀有金屬材料與工程;2013年03期

3 楊踴;孫淑鐸;劉慧茹;郎利輝;;航空發(fā)動機復雜型面罩子鈑充液成形技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2010年01期

4 馬高山;萬敏;吳向東;;5A90鋁鋰合金熱態(tài)下的成形極限圖及其計算模型[J];中國有色金屬學報;2008年04期

5 付瑞東,邱亮,王存宇,鄭煬曾;氮強化高錳奧氏體低溫鋼的拉伸應變硬化行為[J];材料研究學報;2005年02期

6 李玉蘭;真應力-應變的定義及其力學特征[J];重慶大學學報(自然科學版);2001年03期

7 陳新平;汪承璞;;一種預測左半部成形極限圖的簡單方法[J];金屬成形工藝;2000年04期

8 盧險峰;沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢與對策建議[J];機械工人;1999年05期

9 萬敏,楊玉英,李碩本;圓錐形零件成形時極限承載能力的確定[J];機械工程學報;1997年03期

10 王忠平，賀勇, 談軍，王曉軍;航空發(fā)動機火焰筒X射線檢測時黑線缺陷的研究[J];機械科學與技術(shù);1995年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李文娟;AZ31B鎂合金板料成形性能研究[D];山東大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張寶為;GH4169高溫合金板材熱成形精度及微觀組織控制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 劉迪;法向壓力對高溫合金薄壁板材變形行為影響的數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

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本文編號：682698