摘要：钛合金环形燃料贮箱是运载火箭上面级的薄壳件的关键结构。新一代燃料贮箱对空间利用率的要求更高,因此采用环壳代替多个球形贮箱组合。环形贮箱具有大尺寸、超薄、材料难变形的成形难点,且传统分块拼焊结构可靠性差。基于此,本文提出了环壳热压弯成形工艺,开发了内置VUMAT子程序嵌入材料本构模型的钛合金环壳热气胀压弯仿真模型,研究了不同工艺参数下钛合金环壳热压弯的壁厚、贴模度变化规律。以环壳壁厚减薄率与截面最大变形率为判据,建立了支撑内压与管坯温度的热压弯工艺窗口图,确定最优工艺参数。搭建了TC4钛合金环壳热压弯成形装置,制造了全尺寸钛合金环壳,环壳中径2692 mm,截面直径500 mm,壁厚2 mm,径厚比高达250,实际工件中径尺寸与目标尺寸相差11 mm,环壳弯曲内侧最大增厚率为11.5%,环壳弯曲外侧最大减薄率为8.3%,抗拉强度与平均晶粒尺寸均优于设计指标。

摘要：研究了不同初始预变形量下高强铝合金管的高温均匀变形能力,以模拟实际复杂异形管件热气胀成形中预弯曲与预成形工序对后续气胀工序的影响。利用DIC测试手段,开展了不同初始预变形量下铝合金试样在温度为400和450℃、应变速率为0.01和0.1 s^(-1)的典型热气胀工艺参数条件下的高温拉伸实验。获得的真实应力-真实应变曲线表明:初始预变形量的引入导致材料高温变形过程中发生明显的软化现象,流动应力下降趋势随着初始预变形量的增加而显著增加;利用Spatio-temporal方法对DIC获得的试样应变场进行处理,获得不同条件下的均匀应变值,均匀应变值由无初始预变形量时的0.28下降至初始预变形量为15%时的0.15;相比传统Nakajima方法,本方法能够准确获得厚度突变时刻的应变值,而断裂前时刻的均匀应变水平略低,获得的结果更保守。该研究能够为实际多工步热气胀的预成形提供初始预变形量设计边界,满足热气胀终成形零件的均匀变形要求。