【摘 要】
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飞机结构轻量化是航空制造领域研究重点与发展方向。为了保证飞机结构强度,减轻飞机质量,常用带筋槽的波纹板弧形件作为飞机部分结构零件。回弹是造成零件尺寸偏差的主要问题,特别是对于有筋槽的波纹板弧形件,不仅整体零件存在回弹,单个筋槽也会存在回弹现象,进而造成零件整体尺寸偏差。本文旨在分析有筋槽的波纹板弧形件回弹规律,建立理论回弹与补偿算法,并结合有限元模拟探究并验证理论算法的合理性,为有筋槽的波纹板弧形
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飞机结构轻量化是航空制造领域研究重点与发展方向。为了保证飞机结构强度,减轻飞机质量,常用带筋槽的波纹板弧形件作为飞机部分结构零件。回弹是造成零件尺寸偏差的主要问题,特别是对于有筋槽的波纹板弧形件,不仅整体零件存在回弹,单个筋槽也会存在回弹现象,进而造成零件整体尺寸偏差。本文旨在分析有筋槽的波纹板弧形件回弹规律,建立理论回弹与补偿算法,并结合有限元模拟探究并验证理论算法的合理性,为有筋槽的波纹板弧形件实际生产提供理论指导,提高生产效率。分析有筋槽的波纹板弧形件成形过程应力应变分布,根据成形特点研究回弹理论。基于Hill’48各向异性屈服准则、指数硬化材料模型和平面应变假设,考虑弯曲的加载弯矩及截面惯性矩,建立了板料纯弯曲回弹理论模型。在板料纯弯曲理论模型的基础上,针对两种不同筋槽的波纹板弧形件进行分析,考虑纵向的单、变曲率,推导出纵向和横向的回弹公式,其中横向回弹公式表现形式为单个筋槽的回弹公式。以2024铝合金为研究材料,通过新淬火状态下材料性能试验获得理论算法需要的材料性能参数,分析了各参数随时效时间改变的变化趋势。将有筋槽的波纹板弧形件回弹理论模型代入CATIA二次开发系统中进行模具补偿,利用补偿后的模具在PAMSTAMP2G中进行有限元模拟,模拟结果发现:两种筋槽的波纹板弧形件纵向回弹随筋槽的数量增加而减小,理论计算值普遍比模拟值略小,但差值不大,验证了理论算法的正确性;横向翘曲回弹随筋槽数量增多而增大,筋槽数量相同状态下,梯形筋槽波纹板弧形件比圆弧筋槽波纹板弧形件翘曲回弹更严重。通过以上研究,为此类零件实际生产提供了理论参考,具有一定的应用价值。
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