● 摘要
整体壁板是由厚蒙皮和长桁等骨架零件组成的一个整体,具有比强度高、总体和局部稳定性好、疲劳寿命长、外形准确、表面光滑等的特点，使其成为现代飞机普遍采用的高效率结构，也是提高战斗机综合性能的主要途径和措施。随着现代飞机的飞行速度和载荷等性能的不断提高，对整体壁板的强度等要求也越来越高，同时增加了整体壁板成形的难度。喷丸成形技术是一种成熟的整体壁板成形工艺：利用高速弹丸流撞击金属板材的表面，使受撞击的表面及其下层金属材料产生塑性变形而延伸，从而逐步使板材发生向受喷面凸起的弯曲变形，从而达到所需外形的成形方法。由于喷丸成形过程中无需专用模具和压力机，成形方法灵活多样，非常适合于小批量生产，因此被广泛用于飞机的机翼、机身以及运载火箭燃料箱等的整体壁板成形中。喷丸成形已成为现代飞机，特别是大型飞机整体壁板成形的主要方法之一。本文就喷丸成形及喷丸强化工艺对铝合金2024-T351试验件材料物理性能和疲劳性能的影响进行了定量化的研究，通过研究发现，喷丸成形或强化工艺对2024-T351铝合金的疲劳性能提升明显，同时对材料弹性模量E和屈服强度 影响较小，对塑性指标抗拉强度和延伸率影响较大，该研究结果通常可以直接用于飞机结构设计中，并可作为安全指标在设计中予以考虑。喷丸成形及强化工艺在疲劳性能方面表现突出的同时，也表现了在数字化制造程度低，局限于大尺寸、小批量机件成形、加工效率低和成本高等方面的诸多缺点。基于此，作为对于壁板成形主流技术的一种补充，本文尝试采用新的工艺，即充液成形技术来成形大型带筋壁板。充液成形具有传统成形无可比拟的优点，如具有精度高、回弹较小、数字化程度高，工装模具简单、成本较低、适合批量生产、柔性成形等特点，同样适合成形形状复杂、成形难度大、精度要求高的大型或小型壁板构件。本文通过数值模拟方式进行了整体壁板充液成形的可行性研究，通过研究分析可以认为：使用适当的加载方式，利用填充橡胶方法，可以有效的减少应力集中，避免壁板筋条失稳与破裂，可用来成形大型带筋壁板，同时可以保证壁板性能。关键词：整体壁板，喷丸成形，性能测试，充液成形，数值模拟
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