《飞行器蒙皮多点拉形研究分析》-工学论文，工业技术论文-论文范文参考-科学狗论文网

网站首页词典首页

标题

飞行器蒙皮多点拉形研究分析

范文

田甜

摘要：飞行器的研究中，针对外部蒙皮的制造，提出很多理念和思想，多点拉形就是蒙皮成形技术的一种，本文研究分析多点拉形技术、多点拉形的有限元分析模型，同时还对飞行器蒙皮成形中的缺陷进行研究分析，总之通过不同的技术和工艺，最终达到设计要求。

关键词：多点拉形研究；多点拉形有限模型；缺陷研究

中图分类号：V260 文献标志码：A

1 多点拉形研究

所谓多点成形就是通过将整个模具离散成为基本体，也就多个冲头，将这些进行规则、高度可以变化的排列，然后对这些冲头进行调节，通过数字化技术形成一个曲面零件形状，然后将板材件进行模具成形，示意图如图1所示。

飞行器蒙皮的成形中就利用到多点成形技术，它采用的是多点拉形技术，通过将板材夹紧并施加拉力，再通过拉形模具将零件垂直向上顶升，这样将板材拉伸完成与模具贴合，得到蒙皮零件的形状，如图2所示。

2 多点拉形有限模型

通过多点拉形技术对蒙皮进行加工，而在工艺与成形机理的研究中，可以通过有限元模型对蒙皮拉形成形进行分析，通过数值模拟技术将拉形过程中的一些压痕、起皱等缺陷控制分析。

板料在拉形成形的过程中，是一个在动态接触摩擦条件写的一个非线性不稳定、动态、变形大的过程，所以在材料的拉形过程中，需要研究材料的稳定性，而材料的稳定性可以通过单元长度和材料波速进行计算得到，如下公式：

式中：

Δt—稳定极限；

Le—单元长度；

Cd—材料波速。

材料的波速是一个特性，所以在一定程度上，拉形材料的稳定极限取决于单位长度，波速可以通过一些公式计算得到：

式中：

E—杨氏模量；

ρ—材料密度。

利用有限元分析对板料进行数值模拟成形中，可以通过以下几个技术进行研究分析：

动力松弛法，该方法是将成形中的静力问题进行转化，将其转化为虚拟阻尼的虚拟动力，然后进行求解，也就是将外力进行缓慢施加。

时间步长控制，时间步长决定模型中的所有单元，所以它的选择决定求解的效率和中心差分法的稳定性。

集中质量矩阵，在有限元的分析中，矩阵应用最广泛，质量矩阵是分析功力问题的基本，要把板材在矩阵划分中，网格細化、单元和节点数量多。

3 缺陷研究

在飞行器拉形成形中，会出现一些缺陷，这些缺陷影响产品的质量，常见的缺陷如下：

起皱：在飞行器蒙皮成形中，是不允许有皱纹现象的，而在薄板零件的加工过程中，起皱又是最常见的缺陷，起皱一般是产生在板料和基本体不接触的区域，也就是该区域在成形中，由于没有相互作用的关系，基本体没有对它产生一个约束，在成形的过程中会出现起皱，通过对起皱形成过程的分析，可以通过采用柔性夹钳来控制板料起皱，如图3所示的工作原理。

压痕：采用多点成形技术，模具整体有很多个基本体，压痕是板材在拉形过程中，基本体对板料接触产生的表面缺陷，基本体一般是球行，在接触位置的应力会很大，所以导致压痕，常见的有包络式压痕和表面压痕，对于压痕缺陷的抑制，可以采用板件厚度的控制和基本体形状的选择来改善，如图4所示，不同厚度产生的对比图。

结论

在现代航空技术的发展中，金属板材零件的应用量在不断地增加，尤其是在飞行器的蒙皮上，而传统的成形方式又不能满足工艺要求，这样就需要高水平的制造方法，多点成形技术就是将柔性制造技术和计算机结合起来的一种先进的制造方法，将飞行器蒙皮零件实现无模、快速、数字化的制造，同时针对飞行器的大型蒙皮也能实现加工制造，保证飞行器的飞行精度和安全。

参考文献

[1]王晓林，周贤宾，李晓星.飞机蒙皮拉形过程的有限元数值模拟[J].航空制造技术，2002（2）：39-42.

[2]李明哲，蔡忠义，崔相吉.多点成形—金属板材柔性成形的新技术[J].金属成形工艺，2002，20（6）：5-9.

[3]杨鸿鹏，林志航.基于集成诊断模型加工质量的智能诊断系统研究[N].西安交通大学学报，1997，31（9）：1-5.

[4]李明哲，付文智.板材多点成形样机的研制[J].哈尔滨工业大学学报，2000，32（4）：18-20.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。