铝合金厚板时效成形回弹补偿算法

《铝合金厚板时效成形回弹补偿算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第29卷第5期航空学报V01．29No．52008年9月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICASept．2008文章编号：1000一6893(2008)05—1406—05铝合金厚板时效成形回弹补偿算法黄霖，万敏(北京航空航天大学飞行器制造工程系，北京100191)CompensationAlgorithmforSpringbackinAgeFormingforAluminumAlloyThickPlateHuangLin．WanMin(DepartmentofAircraftManufacturingEngine

2、ering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)摘要：时效成形是一种适用于飞机整体壁板零件制造的成形工艺，具有回弹量大的特点，因此需要在准确预测回弹量的基础上对模具型面进行修正，以消除回弹对成形精度的影响。本文提出了一种基于有限元计算驱动的适用于铝合金时效成形的模具型面迭代修正算法，并应用该算法进行了单曲率的圆柱面零件，双曲率的球面零件及马鞍形零件的修模计算分析。通过4次迭代计算，使圆柱面和球面零件成形误差减小到0．4mm以内；通过5次迭代，使马鞍形零件除4个

3、角部外，其余部位型面误差小于0．5mm。证明了该回弹补偿算法具有计算精度高、收敛速度快的优点。关键词：铝合金；时效成形；有限元；回弹；模具设计中图分类号：TB31文献标识码：AAbstract：Theageformingtechnique，characterizedbyhugespringback，hasbeendevelopedtOmanufacturein—tegralwing-skinpanelcomponents．Thediesurfaceshouldbemodified，basedonaccuratepredictionofspring。bac

4、k．tOeliminatetheeffectofspringbackonformingprecision．Afiniteelementmethod(FEM)droveitera—tirediesurfacemodificationalgorithmispresentedforageformingofaluminumalloyplate．Thisalgorithmisusedindiesurfacemodificationforthearc，sphereandsaddieparts．Themaximalshapeerrorsofthearc-partand

5、sphere-partarereducedbelow0．4mm，afterfouriterations．Andafterfiveiterations，themaximalshapeerrorofthesaddle-partisreducedbelow0．5mm。exceptforthefourcomersofit．Thisalgorithm’Sadvanta-gesofhighprecisionandfastconvergencerateareconfirmed．Keywords：aluminumalloy；ageforming；FEM；springba

6、ck；diedesign回弹是板料成形中造成形状误差的主要因素，使成形后的零件与其设计形状之间产生偏差，并将影响后续的装配。时效成形中的回弹是由应力松弛后的残余应力引起的。由于时效成形是在小于材料屈服强度的应力状态下进行的，应力松弛的温度与时间受到时效工艺的限制，所以成形后的大回弹量成为该工艺的一大特点和需要解决的关键技术问题。传统的控制回弹的方法多基于回弹机理，通过增加板料成形过程的拉伸量减小回弹对零件形状的影响阻21。随着有限元技术及其他数值方法在板料成形回弹仿真及预测中的广泛应用[3{]，并发展出基于回弹精确预测的非解析回弹补偿算法。目前，主要的非

7、解析回弹补偿算法为：回弹向前法(K&B)[乳1川，响应面法(RSM)[12143和偏差调收稿日期：2007～¨一05；修订日期：200712—14基金项目：国家自然科学基金(50675010)通讯作者：黄霖E—maillhuanglin@me．buaa．edu．Cn节法(DA)[1争16。。其中，响应面法是根据成形后板料残余应力中的纯弯矩分量调整模具型面，具有收敛速度快的优点，但响应面法与具体的有限元单元和求解器相关，通用性差。回弹向前法是一种开环修正算法，收敛性差且收敛速度慢。因此本文根据偏差调节法提出一套适用于铝合金厚板时效成形的回弹补偿算法，并通过

8、3个典型曲面零件的算例分析该算法的收敛性和收敛速度。1回弹预测1．1蠕变本构模型