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E2mail: xgk@vip.sina.com
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文章編號 :100026893 (2008) 0320728206
大型機翼整體壁板時效成形技術
王俊彪 ,劉中凱 ,張賢杰 (西北工業大學機電學院 ,陜西西安 710072)
Age Forming of Large Scale Integral Aircraft Wing Panel
Wang Junbiao , Liu Zhongkai , Zhang Xianjie
(School of Mechatronics , Northwestern Polytechnical University , Xi’an 710072 , China)
摘 要 :分析了單級時效、雙/多級時效、振動時效以及應力位向效應等工藝措施和因素對鋁合金機翼整體壁板材料時效成形特性的影響 ,得到以下結論 :應采用雙 /多級時效處理 ,以提高成形后壁板材料的綜合性能 ;應采用振動時效應力松弛 ,以加速應力松弛 ,降低回彈 ,并提高成形后壁板材料的抗疲勞性能 ;對時效過程中存在應力位向效應的鋁合金
,應設計合適的時間溫度曲線與加載曲線
,以避免壁板材料因應力位向效應產生各向異性 ,導致材料屈服強度降低。提出了大型機翼整體壁板時效成形的工藝流程 ,給出了成形過程中熱壓罐內的溫度時間曲線和氣壓時間曲線 ;提出了成形工裝的模塊化、回彈問題的有限元方法 ,并對中國研究發展大型機翼整體壁板時效成形技術提出了建議。
中圖分類號 : V262. 3 文獻標識碼 :A
Abstract : The process factor and measure effects on age forming properties of aluminium alloy integral wing
thestressrelaxation,reducespringbackandimprovethefatigueresistingcapabilityofpanel material;appro2 priate temperature2time and air pressure2time relation curves should be designed to avoid anisotropic which leads to lower yield stress for the aluminium alloy with stress2orienting effect in age forming. As a result , an age forming process of large scale integral aircraft wing panel is proposed , including the temperature2time and air pressure2time relation curves of the clave in the forming process. A modular , standard and flexible method is presented for designing and manufacturing the forming tools. A finite element method is presented for sol2 ving the springback problem in age forming process.
Key words : aircraft manufacturingtechnology;ageforming;integralaircraftwingpanel;multi2step age meth2 od; vibratory stress relief method
大型機翼整體壁板由于具有結構效率高、易合金的抗疲勞性能等優點 [1]。目前波音公司、空于實現等強度設計、密封性好等突出優點 ,成為現中客車公司等世界著名航空制造企業紛紛開展大代先進飛機的重要結構件。目前國際上主要采用型機翼整體壁板時效成形方面的研究與應用。時噴丸方法來成形大型機翼整體壁板件。但噴丸成效成形是利用材料蠕變與應力松弛特性 ,使待成形存在工藝參數難確定、工藝可重復性較差、成形形零件的彈性預應變在一定的溫度下 ,經過一定
能力受板厚限制、特殊的細長加強結構成形難度時間部分地轉化為塑性應變 ,從而實現零件成形大等問題。因此 ,為滿足大型機翼整體壁板成形的一種工藝方法。對于解決大尺寸、變厚度、內部需求 ,國際航空制造領域除進一步研究噴丸成形結構復雜的大型機翼整體壁板成形制造問題 ,時自動化技術外 ,探索研究其他更為有效的成形工效成形技術是一個重要的研究方向。中國發展大
藝也是一個重要的研究方向。時效成形具有零件型飛機 ,需解決大型變厚度復雜結構機翼整體壁板殘余應力小、工藝可重復性好、能夠提高可時效鋁成形問題 ,有必要對時效成形技術開展相關研究。收稿日期 :2007208227 ;修訂日期 :2007211202目前 ,時效成形主要應用于上翼面壁板成形 ,基金項目 :陜西省 “13115”科技創新工程重大科技專項項目 如 Gulfstream GIV , B21B , A330/ 340 , Hawk ,
(2007ZD KG265)通訊作者 :王俊彪 E2mail:wangjunb@nwpu.edu.cnA380[223]。原因主要在于上翼面壁板所采用的
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