大深宽比整流罩拉深成形数值模拟

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1、制造技术研究航天制造技术大深宽比整流罩拉深成形数值模拟彭赫力冯苏乐李中权张小龙赵毕艳乐斌（上海航天精密机械研究所，上海201600）摘要：为了避免整流罩传统落压成形带来的起皱等成形缺陷，提出了整流罩拉深成形方法。阐述了拉深成形原理和特点，分析了目标整流罩的结构特点，建立了整流罩镜像拉深有限元模型，并对刚性压边和柔性压边两种压边方式下整流罩拉深成形过程进行了数值模拟，结果表明：刚性压边时，整流罩发生破裂；柔性压边时，在合适的压边力作用下，整流罩成形质量良好。整流罩拉深成形实验结果验证了数值模拟的正确性。关键词：整流罩；拉深成形；刚性压边；柔性压边；数值模拟N

2、umericalSimulationofDeepDrawingforFairingwithLargeDepth-to-widthRatioPengHeliFengSuleLiZhongquanZhangXiaolongZhaoBiyanLeBin(ShanghaiSpaceflightPrecisionMachineryInstitute,Shanghai201600)Abstract：Thedeepdrawingmethodoffairingwasproposedinordertoavoidformingdefectssuchaswrinkleintra

3、ditionaldropcompactingforming.Theprincipleandcharacterofdeepdrawingwereelaborated,thestructuralcharacterofdesiredfairingwasanalyzed,thefiniteelementmodelofsymmetricaldeepdrawingoffairingwassetup,andthenumericalsimulationsofdeepdrawingprocessforfairingwithrigidblank-holderandflexib

4、leblank-holderwerecarriedout.Theresultsshowthatthefairingcracksinthecaseofrigidblank-holder,andthefairinghasgoodformingqualitywhentheblank-holderforceisappropriateinthecaseofflexibleblank-holder.Thedeepdrawingexperimentoffairingverifiedthecorrectnessofnumericalsimulation.Keywords：

5、fairing；deepdrawing；rigidblank-holder；flexibleblank-holder；numericalsimulation[4]1引言整流罩是运载火箭箭体结构重要组成部分，其功能是保护内部元器件不受气动力、气动热和声振等随着计算机技术的发展和有限元方法的成熟，数环境影响，整流罩结构较复杂，一般呈流线型曲面结值模拟技术已被广泛应用到板材成形领域中，明显缩构。目前整流罩主要采用的是落压成形工艺，该成形短产品开发周期和降低成本，实时评价和优化不同的方式存在的主要问题有：落压成形过程中由于落锤的设计方案，详细了解工件在成形中物理量

6、的变化情压制作用，导致零件尺寸精度一致性差，容易造成材况。目前，有限元仿真分析广泛应用于汽车覆盖件模料内部组织损伤，从而影响零件疲劳性能和力学性具设计和成形工艺中，并取到了很好的效果。有限元能；铅锌模具由于其材料较软，成形过程中易导致模仿真分析具有优化模具设计、在线模拟成形工艺参数具表面出现凹坑缺陷，从而影响零件表面质量；整流和精确补偿工件回弹量等特点，可以大幅提高生产效罩成形模具长期使用造成阴、阳模间隙超差，同时成[1～3]率、减少工艺参数摸索时间和降低生产成本。形过程无导柱导向，导致零件表面起皱严重，成形质作者简介：彭赫力（1986-），博士，材料加工

7、工程专业；研究方向：钣金柔性成形。收稿日期：2014-05-1219制造技术研究2014年8月第4期量得不到可靠保证；落压成形生产周期长，效率低，区域Ⅱ为凹模圆角区，该区域材料径向和切向的应力无法满足批生产需求；随着新一代运载火箭整流罩外应变状态与区域Ⅰ相同，但是由于材料受凹模圆角的形尺寸和拉深深度的增加，现有的成形技术及成形装压力和弯曲共同作用下产生压应力，在该区域，拉应置无法满足其生产要求。力的值最大，其相应的压应变的绝对值也最大，板料为了改善落压成形存在的问题，选择拉深成形厚度减薄。区域Ⅲ为筒壁区，该部分材料基本不发生方式对大深宽比整流罩进行成形，通

8、过有限元软件变形。区域Ⅳ为凸模圆角区，材料的应力状态为径向对大深宽