题目：飞机蒙皮拉形工艺优化

飞机蒙皮拉形工艺是一种在飞机制造领域重要的生产方法，它代表了一个国家的飞机制造能力。由于蒙皮拉伸成形过程中的工艺参数和材料性能等多种因素影响，使得成形质量难以有效控制。在生产过程中，为了设置合理工艺参数保证蒙皮成形质量，现在工厂还在运用传统的“试错法”，这种落后的方法需要进行大量的试验才能获得合适的工艺参数。不仅试制周期长而且成本昂贵。近年来有限元数值模拟方法在工业中的应用越来越多，它能够有效地降低了试制时间和材料成本。本文重点研究了有限元方法针对某大型客机超厚蒙皮拉伸成形的数值模拟问题，对拉伸成形工艺参数进行优化，为工艺设计提供合理的参考。所取得的主要成果如下： 首先，对弹塑性成形的力学基础进行了研究，包括材料大变形的本构模型、成形过程中应力和应变演变规律以及成形缺陷（破裂，起皱和回弹）产生的机理，为有限元数值模拟分析提供了坚实的基础。 基于通过材料试验得到的零件铝合金材料的性能，提出了结合米塞斯屈服准则和Zeigler 以及Hodge准则的混合正交各向异性本构模型，该模型能较好适用于蒙皮拉形数值模拟。 建立了复杂蒙皮拉形有限元数值模拟模型，对模型中的关键参数，如单元和网格节点形式、接触摩擦模型和厚向积分点数量等进行了研究和选取，此外根据实际成形工艺确定了加载路径和边界条件。 为了验证所建立的成形数值模拟模型的准确性，进行了蒙皮拉形验证试验，通过数值模拟和试验的结果对比，验证了模型的可信性。为了消除偶然因素的影响，验证试验在北航实验室进行，具有良好的重复性。 对厚蒙皮成形工艺进行了系统的数值模拟，得到了拉伸距离和拉伸角度等成形工艺参数对蒙皮最终成形效果的影响规律，对成形缺陷特别是回弹进行了预测并对成形工艺参数进行了优化，为减少回弹提高零件成形质量提供了合理的工艺设计参考数据。