飞机起落架内螺纹冷挤压成形过程的研究

《飞机起落架内螺纹冷挤压成形过程的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、REs队RcH学术论文飞机起落架内螺纹冷挤压成形过程的研究StudyonProcessofColdExtrusionFormingInternalThreadofAircraftLandingGear南京航空航天大学机电学院沙小伟黎向锋左敦稳张敏缪宏【摘要】利用高级非线性有限元软件ANSYS／LS．DYNA，采用刚塑性有限元法对内螺纹冷挤压成形过程进行了模拟，得出了挤压成形过程中应力、应变的分布规律，全面地阐述了金属塑性成形有限元仿真技术。研究结果表明挤压时工件在扭矩的作用下，外表面产生压应变，内表面产生拉应变，应变自内向外逐渐增大，最外层达到最大值，大大提高挤压内螺纹件的抗拉强度和抗疲劳性

2、能，对内螺纹冷挤压成形的工艺参数控制及塑性成形有限元仿真具有指导意义。关键词：内螺纹塑性成形有限元应力应变IABSTRACTlTheFEsimulationprocessofcoldextrusionforminginternalthreadswithadvancednon··lin··earFEAsoftwareANSYS／LS-DYNAbyusingFEAmeth-odofrigid—plasticisachieved．Thenthedistributionlawofstressandstrainincoldextrusionformingareobtained,andtheFEAmet

3、hodofmetalplasticformingisdescribedindetail．Theresultindicatesthatcompressionstrainonexternalsurfaceandtensilestrainoninternalsurfaceoftheworkpieceareproducedbytappingtorqueincoldextru—sionprocess，andstrainincreasesgraduallyfrominsidesurfacetooutsidesurface，themaximalstrainappearesonoutermostsurfac

4、e，thetensilestrengthandfatiguepropertyofinternalthreadsaregreatlyimproved，whichplayesaguidelineroleforcontrollingtechnicalparametersincoldextrusionprocessofinternalthreadsandsimulationofFEAmethodinplasticforming．Keywords：InternalthreadPlasticformingFEStressandstrain起落架是飞机的重要承力部件，在飞机安全起降过程中担负着极其重要的使

5、命。螺纹零件是起落架零件中一种非常重要的结构件和紧固件，使用数量非常多，但是由于螺纹零件的加工，尤其是形状结构复杂的高精度螺纹的加工，普遍存在劳动强度大、生产效率低、生产成本高及螺纹零件精度值低等问题，因而严重降低了起落架零件的机械强度和使用寿命。采用冷挤压成形“J工艺净成形内螺纹是当今起落架内螺纹抗疲劳加工的一个发展趋势。冷挤压成形工艺净成形内螺纹利用金属的塑性成形原理，加工的内螺纹精度高、表面粗糙度值低、具有良好的表面完整性，极大地提高了内螺纹件的强度和疲劳性能。传统的内螺纹冷挤压加工仅适合于强度低、塑性好的有色金属以及低碳钢的加工，一般不适用于高强度材料加工。本课题研究的是高强度钢的加

6、工，高强度钢不仅具有较高的强度，而且具有良好的横向塑性和断裂韧性，塑性成形抗力大。高强度材料的塑性成形过程是一个复杂的弹埋性大变形过程，涉及几何非线性、材料非线性、接触非线性等一系列难题，因此建立适当的“过程模拟”非常重要【2l。目前应用于塑性成形的数值模拟方法主要有上限元法(UBM)、边界元法(BEM)和有限元法(FEM)。近年来随着计算机技术的飞速发展以及有限元技术自身的完善，有限元法(FEM)作为一种高效的数值分析方法，在塑性成形领域显示出巨大的作用。本课题拟采用高级非线性有限元软件ANSYS／LS—DYNA对内螺纹冷挤压成形过程进行模拟，观察成形过程中的应力、应变，从而得出冷挤压加工

7、中的某些规律，由此提供较为可靠的成形工艺参数。您戮么／／图l挤压变形区金属受力图Fig．1Stresseddiagramofextrusiondeformedareaofmetal2010年第2期·航空制造技术75l冷挤压变形区金属受力分析如图1所示，挤压丝锥进入工件底孔时，丝锥棱齿与工件材料接触面的金属受到法向载荷户n的作用131，该法向力可以分解成引起金属沿径向流动的径向力尸r，以及引起金属沿旋转方向流动