5A06铝合金双层板充液拉深变形规律研究

摘要

运载火箭推进剂贮箱的箱底形状通常为椭球曲面，其制造路径主要是先成形出瓜瓣件，再拼焊成整体箱底。由于瓜瓣件成形精度低、回弹大，强制装配焊接容易产生高水平焊接残余应力，承压能力差、可靠性低。因此，通过充液拉深技术成形整体箱底是提高可靠性的有效途径。
　　对于超薄壁厚铝合金椭球形曲面箱底件，由于厚径比小、抗失稳能力差，通过单独提高充液室压力增加径向拉应力，容易导致悬空区发生破裂，切向压应力作用下的悬空区失稳起皱无法克服。为了解决此类超大尺寸、超薄壁厚的复杂曲面存在的起皱难题，本课题提出了双层板充液拉深成形方法。
　　通过数值模拟和实验结合的方法对5A06铝合金双层板充液拉深变形机理和缺陷机制进行深入研究。利用静力隐式软件MSC.Marc2011分析不同厚度的5A06铝合金板料在单层板、双层板不同成形方法以及不同液压加载路径条件下的成形效果，分析板料在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、成形过程中的摩擦应力状态以及应变规律。
　　通过实验进一步验证双层板充液拉深成形薄壁复杂曲面件的可行性，同时分析成形件在不同条件下的起皱规律、壁厚分布规律、纵向回弹规律以及局部典型区域的应变规律。最后，得出不同成形方法、不同液压加载路径对板料成形效果的影响规律，并总结出不同厚度的5A06铝合金板料零件的成形条件。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2板料充液拉深成形的基本原理及特点

1.3国内外在该方向的研究现状及分析

1.4课题研究的目的和意义

1.5本课题的主要研究工作

第2章 试件与研究方案

2.1引言

2.2 5A06铝合金板料的力学性能测试

2.3试件和模具尺寸

2.4 5A06铝合金双层板充液拉深研究方案

2.5双层板充液拉深过程中的重要参数分析

2.6本章小结

第3章 双层板充液拉深成形数值模拟

3.1引言

3.2数值模拟软件的选择

3.3数值模拟模型

3.4液压加载路径对单层板成形的影响

3.5上层板厚度对下层板成形的影响

3.6液压加载路径对双层板成形的影响

3.7单层板、双层板成形效果对比

3.8本章小结

第4章 双层板充液拉深成形实验研究

4.1引言

4.2充液拉深设备及模具

4.3实验方案

4.4 单层辅助板成形分析

4.5 拉深成形试件失稳起皱分析

4.6 拉深成形试件壁厚分析

4.7 拉深成形件回弹分析

4.8 拉深成形试件应变分析

4.9 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢