大尺度薄壁曲面整体构件流体压力成形技术与装备

摘要

提出大尺度薄壁曲面整体构件流体压力成形新技术,建立了曲面薄壳流体压力成形理论模型,分析了材料参数、几何参数对流体压力的影响规律,采用能量法解析出临界起皱应力,获得了厚径比、流体压力对临界起皱应力的影响规律;通过工艺实验建立了流体压力成形工艺窗口,验证了临界流体压力预测的正确性。开展了3 m级薄壁曲面构件流体压力成形工艺仿真,分析了加载路径对反胀区形状、应力的影响,获得了合理的流体压力;研发出世界上最大的数控流体压力成形装备,最大成形力为150 MN,流体体积为5 m^3。开展了大型铝合金薄壁曲面构件(厚径比<2‰)的成形工艺研制,在国际上首次采用厚度与构件相同的铝合金薄板直接成形3 m级整体薄壁曲面构件。