2219铝合金整体壁板滚弯成形数值模拟

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整体壁板由于其强度大、质轻、效率高、可靠性高以及密封性好等优点,在航空航天领域得到广泛应用。整体壁板的成形质量取决于成形过程中的工艺参数,而工艺参数往往依赖于经验,需要通过大量的反复试验和修正,浪费人力物力。有限元方法可以实现金属加工成形过程的仿真,预测可能存在的缺陷,从而提高生产效率、降低生产成本。本文基于ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟方法对整体壁板的滚弯成形工艺过程及橡胶填料对滚弯质量的影响进行了深入分析。在模拟过程中采用3D有限元模型和动力学显式算法。主要的结论如下:(1)分别对网格划分、壁板长度大小、虚拟加载速度进行了试验和理论分析,获得了准确的结果并提高了计算效率。并可将确定壁板长度的研究方法应用了预测壁板滚弯成形过程中的回弹大小。(2)通过比较添加不同硬度和不同厚度橡胶填料的2219铝合金整体壁板三轴滚弯成形的数值模拟结果,发现了厚度较大和硬度较大的填料可以更有效的改善壁板的母线直线度、减少残余应力、提高壁板成形均匀性。(3)在最优化填料工艺条件下,通过对比三轴和四轴对2219铝合金整体壁板滚弯成形的数值模拟结果,得出了四轴滚弯成形在改善壁板的母线直线度、减少残余应力、提高壁板成形均匀性等方面要优于三轴滚弯成形。
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