论文摘要：镜面铝合金蒙皮拉形基础试验与数值模拟研究

蒙皮零件是构成飞机气动外形的关键零件，要求成形精度高、表面质量好。镜面蒙皮更是要求精确的外形和无任何缺陷的表面质量。为了研究新支线ARJ21飞机机头部件中关键零件的数字化精确成形技术，实现零件外形和质量可控，确保机头部件的使用寿命和优良的气动外形要求，本文采用数值模拟与试验相结合的方法，对镜面铝合金拉形基础试验及大型双曲度蒙皮纵向拉形仿真技术进行了研究。本文首先选取了两种常用的飞机镜面蒙皮板2024-T3和2524-T3，针对镜面板材拉形过程中的主要缺陷滑移线进行了试验研究，通过不同缺口形状的试样的拉伸试验，得到了不同加载路径下材料表面出现滑移线时的临界应变，建立了2024-T3和2524-T3铝合金镜面蒙皮板材的滑移线极限曲线（SLC），为拉形模拟中出现滑移线提供了有效判据。对蒙皮纵向拉形技术进行了系统的研究，分析了蒙皮拉形机FEL2×350T空间机构特点，结合纵向拉形工艺要求，制定了纵向拉形工艺方案，确定了夹钳的初始装夹，同时运用空间解析的方法选取了合适的垫高，确定了模具在蒙拉机中的理想摆放位置，并利用自行编制的算法计算得到加载轨迹。以2524铝合金镜面蒙皮ARJ21机头典型零件为研究对象，建立了蒙皮纵向拉形有限元模拟模型，设置了相关模拟参数，对成形过程变形特点及回弹过程均进行了有限元模拟分析。通过改变拉形不同阶段零件变形量的分配情况，分析了不同拉伸量对零件成形后的滑移线缺陷、应力应变分布以及回弹贴模度的影响，总结了成形规律，确定了加载轨迹和工艺参数。