整體壁板電磁“噴丸”成形可行性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、航空航天工業(yè)的高速發(fā)展帶來(lái)的對(duì)飛行器高性能的現(xiàn)實(shí)需要，促使人們不斷改進(jìn)飛行器的制造水平和大力開(kāi)發(fā)飛行器制造的新方法。整體壁板正是在這一潮流中應(yīng)運(yùn)而生，它的出現(xiàn)極大地改變了飛行器的制造效率，提高了飛行器的結(jié)構(gòu)可靠性。整體壁板一般都由鋁合金材料制造，為滿足飛行器的氣動(dòng)外形，整體壁板一般都需要具有一定曲率的外部曲面。然而在筋條的約束作用下，整體壁板的彎曲常常會(huì)導(dǎo)致筋條失穩(wěn)。電磁成形屬于高能率成形技術(shù)，電磁成形通過(guò)瞬間釋放能量的脈沖載荷作用使金

2、屬成形，與普通的沖壓成形相比，電磁成形有一系列的優(yōu)點(diǎn):提高金屬的成形極限、有效控制回彈、工藝重復(fù)性好、工裝簡(jiǎn)單。
　　 基于本課題組的研究?jī)?yōu)勢(shì)，本文將電磁成形技術(shù)與噴丸成形技術(shù)相結(jié)合，提出了電磁“噴丸”成形的構(gòu)想，并在鋁合金平板上進(jìn)行了可行性實(shí)驗(yàn)研究，為應(yīng)用于帶筋壁板上作準(zhǔn)備。本文以2024鋁合金板料為研究對(duì)象提出了電磁“噴丸”直接成形和電磁“噴丸”間接成形兩種電磁“噴丸”的實(shí)現(xiàn)方案。在電磁“噴丸”直接成形實(shí)驗(yàn)未達(dá)到預(yù)期效果后，

3、最終確定采用具有放大器的基于雙面噴丸原理的電磁“噴丸”間接成形。
　　 實(shí)驗(yàn)通過(guò)投影法在坐標(biāo)紙上繪制出變形后板料光滑一面的輪廓線，將實(shí)驗(yàn)中的各組板料的輪廓曲線作比較，從直觀上判斷各板料的彎曲程度。然后再通過(guò)數(shù)顯半徑規(guī)測(cè)量中心條帶處四個(gè)點(diǎn)的曲率半徑和相對(duì)弧弓高度。將每個(gè)板料的曲率半徑和相對(duì)弧弓高度高度取平均值，根據(jù)這些平均值數(shù)據(jù)來(lái)定量的分析板料彎曲程度的變化情況。
　　 本文研究了電磁“噴丸”成形實(shí)驗(yàn)間接方案中，電壓、板厚

4、、噴丸條帶中心間距對(duì)鋁合金板料彎曲程度的影響，并分析了這些因素對(duì)板料彎曲程度的影響的原因。此外，通過(guò)對(duì)比同一板料兩端約束狀態(tài)去除前后板料的彎曲撓度,發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致板料彎曲變形的因素不僅僅是板料減薄，還有板料表層的殘余應(yīng)力的影響。并且后者在大部分板料變形中起主導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)選取合適的電磁“噴丸”工藝參數(shù)后，板料都發(fā)生了一定程度的彎曲，而且凸起面保持光滑，符合構(gòu)成飛行器氣動(dòng)外形的整體壁板的彎曲程度和外表面光滑的要求，為電磁“噴丸”成