Разработка модели и исследование процесса синхронного складывания заполнителя авиационных панелей

• Автор: Петрушенко, Руслан Юрьевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технологические схемы синхронного формообразования зетгофра

1.2. Особенности гофрирования трансформируемым формообразующим узлом

1.3. Способы подвода усилий формообразования

1.4. Особенности получения заполнителя типа зетгофр из полимерных композиционных материалов

1.5. Постановка задач исследования

Глава 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

СИНХРОННОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗЕТГОФРА

2.1. Постановка задач геометрического анализа

2.2. Векторная модель процесса

2.3. Влияние нарушения симметрии относительно пилообразных линий или асимметричного позиционирования матриц
2.4. Влияние взаимного смещения трансформируемых матриц на форму рельефа зетгофра
2.5. Определение параметров разметки и настройки трансформируемых матриц
2.6. Анализ влияния исполнительных и настроечных параметров оснастки на процесс формирования гофра
2.7. Одноматричная схема формообразования
Выводы к главе
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО УЗЛА НА ГЕОМЕТРИЮ РЕЛЬЕФА ЗЕТГОФРА
3.1. Зависимости образования размеров детали от радиуса скругления в узловой зоне
3.2. Планирование эксперимента

3.2.1. Выбор существенных факторов. «Параметрический крест»
М 3.2.2. Области определения факторов. Построение плана
эксперимента
3.3. Пятиэтапный эксперимент
3.4. Анализ результатов экспериментальных исследований
3.5. Корректирование размеров трансформируемых матриц
Выводы к главе
Глава 4. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗЕТГОФРА
4.1. Модели механики деформирования заготовки
4.2. Расчетные исследования
4.3. Анализ результатов численного эксперимента
4.4. Расчет деформированного состояния заготовки с учетом пластических деформаций
Выводы к главе
Глава 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТ 139
5.1. Принципиальная схема установки
5.2. Описание конструкции установки
5.3. Работа установки
5.4. Внедрение результатов диссертационной работы
Выводы к главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

В конструкции некоторых перспективных самолетов и вертолетов предусматривается значительный объем использования многослойных панелей с легким заполнителем. Возникают новые направления их применения, меняется акцент в отношении требований к конструктивно-технологическим характеристикам. Все это стимулирует поиск новых видов заполнителей, в том числе с новой нестандартной архитектурой и соответственно технологией их изготовления.
В этой связи значительными потенциальными возможностями обладают складчатые конструкции (СК). Они представляют собой рельефные структуры, разворачивающиеся на плоскость, и могут быть изготовлены с помощью операций гибки (складывания), без вытяжки и нарушения целостности материала. Можно предположить, что при больших объемах применения сэндви-чевых панелей в планере летательных аппаратов легкие СК будут обладать определенными преимуществами перед традиционными заполнителями. В первую очередь, это возможность удаления конденсата, отсутствие соединений между структурными элементами, возможность изготовления из широкого спектра материалов, включая твердолистовые, композиционные и гибридные. Кроме того, следует ожидать, что техпроцесс и оборудование для серийного производства СК будут существенно экономичнее, чем для существующих ячеистых заполнителей.
Наиболее простой в структурном плане и близкой для практического применения является СК типа зигзагообразный гофр (зетгофр). Типовой фрагмент его структуры состоит из четырех сопряженных по кромкам граней в форме параллелограммов.
Методы изготовления зетгофра из твердолистовых материалов можно разделить на две группы: синхронное и циклическое формообразование.

Как следует из графика на рис. 2.5, в наиболее существенное влияние «чешуйчатость» оказывает на высоту блока заполнителя Н. Например, при смещении верхней матрицы вдоль оси 0У на 5 мм высота гофра с номинальными параметрами 5=20мм, У=31мм, Ь=9мм, Н=28мм
уменьшается на 2,4 мм при достижении расчетной степени трансформирования.
В общем случае на точность рельефа гофрированной детали могут повлиять все рассмотренные виды отклонения параметров технологического процесса от номинальных значений.
2.5. Определение параметров разметки и настройки трансформируемых матриц
Для количественной оценки влияния отклонений исполнительных размеров ТМ при условии их установки без взаимного смещения, решаются следующие задачи:
а) Решение обратной задачи по определению номинальных геометрических параметров разметки Ь*м, Б*м, У*м (рис. 2.6) матриц и степени их конечного трансформирования Д8М по заданным параметрам Ь, Б, V, Н гофра.
б) Решение обратной задачи по определению настроечных параметров Ьм^'м,}гм,Н0 и степени трансформирования ДБ0 для установки матриц в начальное положение по заданным Ь, 8, V, Н параметрам гофра.
в) Решение прямой задачи для анализа влияния отклонения параметров Ь*м> 8*м> У*м> Ь*, Б*, V*, Но, ДБо, ДБм на геометрические параметры зетгофра и динамику процесса трансформирования матриц и гофра.
г) Анализ влияния исполнительных и установочных параметров оснастки на процесс формирования гофра в широком диапазоне и разных соотношениях его геометрических параметров.