铝合金型材滚弯曲率误差补偿技术研究

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铝合金型材具有质量轻、比强度高的特点,在航空领域应用较为广泛。铝合金型材弯曲件是航空飞行器主要承力结构的重要组成部分,其成形精度将直接影响飞行器的装配质量与气动性能。铝合金型材弯曲件主要采用滚弯工艺进行成形,成形过程存在回弹量大、变形过程复杂等问题,导致成形精度难以控制,因此有必要对型材滚弯工艺和精度补偿技术进行深入研究。本文基于四辊滚弯机修正了滚弯数学模型,提出了曲率误差补偿方法,通过迭代补偿使成形精度逐渐满足设计要求,并通过有限元仿真与滚弯实验,验证了误差补偿方法的可行性,本文具体研究工作如下。(1)在分析滚弯过程型材内部弹塑性变形区域分布的基础上,修正了四辊滚弯工艺数学模型,提高了滚弯工艺理论模型精度。(2)以曲率为迭代补偿参量,建立了曲率误差迭代补偿数学模型。提出采用关键节点控制变曲率滚弯成形工艺方法和通过对关键节点曲率进行迭代误差补偿修正滚弯工艺控制参量的措施。(3)建立了定曲率与变曲率型材滚弯有限元模型,进行了滚弯工艺仿真实验。仿真结果表明,通过误差补偿,有效的提高了成形精度,验证了误差补偿模型的迭代收敛性和误差补偿理论的准确性。(4)进行了铝合金型材定曲率与变曲率滚弯实验研究。以铝合金型材弯曲件为研究对象,分别使用T型材和L型材进行滚弯实验研究,根据定曲率实验结果,验证了曲率误差补偿的收敛性。在变曲率滚弯实验中,制定了两种变曲率目标型线,分别进行滚弯实验,实验结果表明,经过1到2次误差补偿后,成形结果逐步收敛于目标值,最终满足精度要求,验证了曲率误差补偿方法在滚弯成形精度控制上的可行性与通用性,提高了滚弯成形的质量与效率。
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