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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
拉伸成形是飞机蒙皮类零件生产的一种重要方式，拉形工艺的水平在很大程度上反映着航空制造业的水平。随着新一代飞机性能的不断提高，飞机蒙皮零件的复杂程度不断增加，成形难度也相应加大。为了提高飞机蒙皮零件的制造质量，国内航空企业引进了许多先进的数控蒙皮拉形设备。但是目前面向设备的工艺研究还很欠缺，实际生产中，拉形模具的设计与拉形工艺参数的确定，基本上依旧依靠的是技术人员与生产工人的经验，模具设计过程和零件试制过程盲目性很大，造成了蒙皮零件试制周期长、浪费严重、成本高。本文针对这种现状，对飞机蒙皮拉形的模具设计与工艺参数设计进行了系统深入的研究。本文首先从拉形工艺的过程出发，针对蒙皮拉形过程有限元模型进行了描述与定义，阐述了工艺设计软件ASSFCAE与有限元软件ABAQUS的基本设置与使用方式，为本文的工艺研究、模具设计以及有限元仿真分析提供了基础。针对目前拉形模具设计缺乏详细而实用的设计方法这一状况，分析总结了拉形模具设计的过程和方法，从改善毛料拉形过程中的应变分布出发，提出了拉形模型面设计的原则和方法，即通过工艺补充面的灵活设计，实现模具沿各个拉伸方向上的截面线长度尽量趋于一致，以使毛料在贴模后各个截面的延伸率尽可能的接近，再通过工艺补充面的曲率和切向的调整，来实现毛料在拉形时应变分布的均匀，以减少甚至避免与应变分布相关的各种缺陷的出现。依据本文提出的设计原则和方法，以某机型的一对复杂零件为对象，设计了拉形模具，并通过有限元仿真的方法对设计结果进行了检验，验证了设计方法的有效性。在拉形工艺的优化设计方面，提出了基于有限元分析结合优化设计的拉形工艺设计方法。分析了蒙皮拉形中的主要成形缺陷，并将这些缺陷进行了量化，作为判断成形质量优劣的指标以及拉形工艺参数优化的目标函数。采用有限元方法对不同工艺参数下的拉形过程进行模拟，从而得到了评价指标。分析了拉形过程中的工艺参数对拉形质量的影响程度，对工艺参数进行了筛选，并针对重要的工艺参数建立了与各个成形指标之间的近似函数关系。采用评价函数法将多目标优化题目转化为单目标优化题目，同时选用适当的优化方法组合，对拉形工艺参数进行了优化。针对蒙皮零件拉形后的回弹缺陷，提出了通过拉形模具型面修模来改善蒙皮零件形状精度的方法。给出了虚拟拉形中的贴模度定义，提出了计算贴模度的直接投影法和最近单元法，分析了这两种方法的特点，对比了两者之间的优劣。分析了基于回弹补偿的飞机蒙皮拉形模具的修模过程，提出了基于回弹补偿的虚拟修模计算公式，针对公式中节点调整量计算方法，提出了一次投影法和二次投影法。通过同向双曲度蒙皮、S形蒙皮和马鞍形蒙皮三种典型蒙皮进行了回弹补偿修模的有限元仿真验证，分析了修模后贴模度的改善情况，得出了采用二次投影法进行修模贴模度经过几次迭代后可以很快的收敛到理想的范围之内。为了保证带上压模具的拉形模在拉形过程中上下模具型面的一致性，提出了通过下模型面来生成上模型面的方法，并通过复杂的S形蒙皮、进气道蒙皮和翼身融合蒙皮的应用验证，顺利的通过下模网格得到了上压模具网格，验证了这种方法的有效性。最后，以某型号飞机复杂进气道蒙皮为研究对象，综合运用本文提出的方法进行了拉形模具的型面设计与拉形工艺参数的优化设计，并在进口数控蒙皮拉形设备上进行了1:1的生产性试验验证。通过零件的成形情况以及有限元模拟与生产试验的数据对比，验证了本文所提出方法的实用性和有效性。 |
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发表于 2022-8-31 19:12:21
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