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航天制造技术:单层板自由胀形过程优化及实验研究

2022-09-01

【作 者】严成;童国权

【前 言】

超塑性是指材料在一定的内部条件(如晶粒形状及尺寸、相变等)和外部条件(如温度、压力、应变速率等)下,呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能(例如大的延伸率)的现象…,在超塑性成形过程中,成形温度、应变速率、胀形深度以及摩擦等因素对于材料分布的均匀性有很大的影响。为了获得较为均匀的壁厚,可以通过优化其加载过程,获得最佳载荷控制方案以及理想的摩擦模型,从而提高成形质量。

【结 论】

a.在超塑成形过程中,蠕变应变速率对于成形件的质量及成形工艺有很大的影响,通过模拟得知应变速率太大或者太小都将导致计算困难,最终导致畸变;

b.低应变速率下成形所用的时间长,但是可以获得较为均匀的壁厚;大应变速率成形时间短,但是壁厚不均匀;单层板结构的型芯顶点处最薄,需有效控制进气压力,防止局部破裂;

c.根据对不同应变速率下的成形结果进行分析,选用了0.001量级的速率,为了更好地控制成形质量,通过Hart多级稳定准则得到优化压力一时间曲线,实现了在较短的时间内获得比较均匀的壁厚;采用优化加载控制,成形所需气压较小;

d.较小的库仑摩擦系数,能够获得较为均匀的壁厚,但是会引起顶部拐角处严重变薄。

以下是正文:

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