大口徑鋁管令人吃驚的研究 針對(duì)鋁合金材料,設(shè)計(jì)了大口徑紅外相機(jī)主反射鏡,反射鏡口徑420mm。以徑厚比、支撐點(diǎn)數(shù)量和輕量化結(jié)構(gòu)形式為輸入點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種背部開放式、三角形輕量化結(jié)構(gòu)和背部3點(diǎn)支撐的結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)有限元分析軟件對(duì)反射鏡的動(dòng)態(tài)剛度及自重和溫度載荷下的面形變化進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明:反射鏡具有高的動(dòng)態(tài)剛度,反射鏡自重工況和-40℃均勻溫降下,面形精度RMS分別為30nm和0.2nm,均滿足光學(xué)設(shè)計(jì)提出的λ/10(λ=632.8nm)指標(biāo)要求,為大口徑鋁合金反射鏡的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。目的研究大口徑鋁合金波紋管電磁成形過(guò)程及工藝參數(shù)對(duì)成形效果的影響規(guī)律。方法針對(duì)波紋管現(xiàn)有制造工藝——壓彎和焊接復(fù)合成形存在壓痕嚴(yán)重、焊縫多和可靠性不高等問(wèn)題,提出采用電磁成形波紋管的方法,并基于ANSYS建立了波紋管電磁脹形的三維有限元分析模型。結(jié)果揭示了波紋管電磁脹形過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)波紋區(qū)域和過(guò)渡圓角區(qū)域是應(yīng)力和應(yīng)變集中區(qū)。采用單因素實(shí)驗(yàn)方法,獲得了放電電壓和線圈匝數(shù)對(duì)成形質(zhì)量的影響規(guī)律。結(jié)論在波紋管電磁脹形過(guò)程中,波紋區(qū)域的應(yīng)力和應(yīng)變均呈圓環(huán)帶狀分布,波紋管的壁厚在波紋的波峰處達(dá)到最小,最大減薄率為10.67%。放電電壓和線圈匝數(shù)都存在一個(gè)最佳值。放電電壓過(guò)小時(shí),成形不足,放電電壓過(guò)大時(shí),工件高速碰撞模具,引起較大反彈,導(dǎo)致最終貼模性較差;線圈匝數(shù)也對(duì)成形質(zhì)量有一定的影響,在本次模擬實(shí)驗(yàn)中,11匝線圈作用下的工件貼模性最佳。分析了壓塊助推速度和壓塊與管子之間的摩擦系數(shù)對(duì)壁厚減薄和回彈角的影響規(guī)律。結(jié)果表明,壓塊與管子之間沒(méi)有摩擦或者壓塊的助推速度為0.9、助推速度為1.0且壓塊和管子間摩擦系數(shù)為0.1的條件下,管子壁厚減薄超過(guò)航空標(biāo)準(zhǔn)中允許的最大減薄量0.4375mm。在壓塊的助推速度不變的條件下,壓塊與管子之間摩擦系數(shù)從0.1增加到0.3,能夠有效地降低管外側(cè)的壁厚減薄,但是回彈角也會(huì)明顯增大。當(dāng)壓塊與管子之間的摩擦系數(shù)為定值時(shí),助推速度從1.0增加到1.2,對(duì)管外側(cè)壁厚減薄的改善作用不大,回彈角沒(méi)有明顯變化。 結(jié)合大口徑厚壁矩形管的斷面尺寸和使用定尺長(zhǎng)度提出了擠壓方案,然后從模具設(shè)計(jì)工裝、擠壓過(guò)程及后部工序控制等方面對(duì)矩形管的生產(chǎn)進(jìn)行了分析和研究,同時(shí)為擠壓同類型產(chǎn)品積累了生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)鋁合金大口徑薄壁管小彎曲半徑數(shù)控彎曲成形過(guò)程中更容易發(fā)生起皺、截面畸變和壁厚減薄等缺陷。文章根據(jù)成形缺陷產(chǎn)生的原因?qū)澒苣＞呓Y(jié)構(gòu)和設(shè)備裝置進(jìn)行了改進(jìn),包括模具內(nèi)鎖設(shè)計(jì)、緊湊型柔性芯棒、模具并緊桿和長(zhǎng)內(nèi)襯頂推。在此基礎(chǔ)上,采用實(shí)驗(yàn)研究方法,對(duì)Φ70mm×1.5mm×105mm(外徑×壁厚×彎曲半徑)的大口徑薄壁鋁合金管數(shù)控彎曲成形質(zhì)量及應(yīng)變規(guī)律進(jìn)行了分析,并研究了頂推裝置在大口徑薄壁鋁合金管數(shù)控彎曲成形中的效用。
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