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橡皮囊液压成形是钣金成形的主要方法之一,在飞机上有大量橡皮囊液压成形的钣金零件。目前,国内橡皮囊液压成形所用的模具基本上没有考虑回弹补偿,使得制造的零件外形由于回弹现象,需要进行大量的手工校形,大大降低了生产效率和钣金零件的疲劳寿命。回弹影响零件的外形尺寸,会造成装配不协调、装配质量不稳定等问题。通过数值模拟技术研究新淬火状态材料在橡皮囊液压成形中的回弹行为,对模具进行回弹补偿,以提高零件的成形精度,加快生产效率,减少手工敲修量,降低人为因素对成形质量的影响,从而发挥橡皮囊液压机的优势,提升我公司橡皮囊液压成形工艺的制造水平。 本文首先对国内外的橡皮液压成形工艺及装备进行调研,了解橡皮液压成形机床的发展历史和橡皮液压成形工艺的发展现状,阐明了橡皮液压成形工艺的成形性能及研究现状。 在数值模拟中,需结合金属塑性本构理论和超弹性材料本构模型建立新淬火态铝合金及橡皮的本构模型。通过力学性能试验获取试验用的橡皮和新淬火态的铝合金的应力应变曲线,并分别拟合出新淬火铝合金和橡胶的本构模型参数。 对橡皮成形数值模拟平台进行了分类比较。对回弹和起皱的力学公式进行了总结。建立了橡皮成形数值模拟模型,包括模拟平台、坯料反算和前后处理,输出数模等。运用橡皮囊液压成形仿真系统建立橡皮囊液压成形的数值模型,研究了材料新淬火后的时效时间与工艺参数如橡皮邵氏硬度、成形压力、润滑条件对弯边零件回弹的影响,从而寻找控制回弹的有效措施。 对橡皮囊液压成形工艺数值模拟中的关键问题进行研究,对飞机典型钣金零件进行了数值模拟,并对模具进行回弹补偿,通过生产试验进行试验验证。