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一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法技术

技术编号:33438129 阅读:63 留言:0更新日期:2022-05-19 00:26
一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法,包括以下步骤:对坯料小样进行时效硬度实验,确定最短时效时间和最佳时效温度;基于现有模具,通过有限元仿真建立构件模型并模拟蠕变时效成形过程;提取回弹后构件模型各节点的塑变量与蠕变量,相加之后设为矩阵1;将矩阵1与标准构件对比后得到偏差变形量矩阵2;根据矩阵2中塑变量数据分布特征,选定特征塑变量开展蠕变时效试验;分析不同初始塑变量下最终蠕变量大小的变化规律;确定需要引入的塑变量大小,得到补充变形量矩阵3;通过有限元仿真得到预成形工艺与预成形工艺参数;裁剪出包含构件展开平面的构件板料进行预成形处理,得到预成形构件;进行真空蠕变时效成形,得到目标构件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法


[0001]本专利技术属于轻质高强材料成形
,具体涉及到一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法。

技术介绍

[0002]随着蠕变时效成形技术由小曲率蒙皮类构件应用到高筋、大曲率复杂结构薄壁件,已有的由蠕变单一形变方式实现构件整体一次成形的方法难以满足此类构件大变形量的需求。目前,通过真空热压罐法进行大型构件蠕变时效精确成形时,其成形精度主要依靠模具型面、时效时间、时效温度和加载压力共同作用保证。但是部分构件由于具有厚度大、筋条高的复杂结构特征导致在前期真空密封加载时难度较大,加压后贴膜区域较小,导致成形精度较差;一些难变形材料自身蠕变变形量较低,工艺窗口窄,所需时效时间较长,导致成形效率降低,甚至部分材料还会发生过时效情况,提升变形量的同时牺牲性能,形性难以协同;一些超薄曲面构件在真空加载贴膜时易发生局部失稳屈曲,导致成形困难。
[0003]因此,需要设计一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种复杂结构大曲率构件精确复合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂结构大曲率构件精确复合成形方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、在构件材料的坯料中裁剪出坯料小样进行时效硬度实验,确定构件材料经过时效处理后满足构件性能要求的最短时效处理时间和最佳时效处理温度;步骤2、基于现有模具,按照步骤1所确定的最短时效处理时间和最佳时效处理温度,通过有限元仿真的方式建立构件模型并模拟蠕变时效成形过程;步骤3、在构件模型上每隔一段距离选取一个节点,提取模拟蠕变时效成形过程回弹后构件模型各节点的塑变量与蠕变量,相加之后设为矩阵1;步骤4、将矩阵1与标准构件的对应节点变形量相减,得到偏差变形量矩阵2;步骤5、根据矩阵2中塑变量数据分布特征,按照分布频率选定相应若干个特征塑变量,开展所选特征塑变量为初始状态下的蠕变时效试验,蠕变时效试验的时间与温度按照步骤1所确定的最短时效处理时间和最佳时效处理温度;步骤6、分析步骤5中不同初始塑变量下构件板料最终蠕变量大小的变化规律;并根据分析得到的变化规律确定各节点需要引入的塑变量大小,得到补充变形量矩阵3;步骤7、根据步骤6中所确定的各节点最终补充的塑变量大小,通过有限元仿真的方式,得到相应的预成形工艺与预成形工艺参数;步骤8、在构件材料的坯料中裁剪出包含构件展开平面的构件板料;将构件板材按照步骤7得到的工艺方法和工艺参数进行预成形处理,得到预成形构件;步骤9、对预成形构件进行真空蠕变时效成形,得到目标构件。2.根据权利要求1所述的复杂结构大曲率构件精确复合成形方法,其特征在于,所述步骤6中,将分析得到的变化规律,拟合为函数F
creep

p
),函数F
creep

p
)表示引入塑变之后经过时效时间后的蠕变量。3.根据权利要求2所述的复杂结构大曲率构件精确复合成形方法,其特征在于,所述步骤6中,确定各节点需要引入的塑变量大小ε
p<...

【专利技术属性】
技术研发人员:湛利华王景旗钟掘杨有良周畅彭南辉陈赞冲
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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