工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

摘要

针对航空钣金机匣材料难于成形，且成形后的产品精度难以控制等问题，本文以高温合金GH3030为材料，在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上，使用SIMUFACT.FORMING有限元软件，导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程，在软件中建立了航空机匣锥形件冷态强旋的仿真模型，分析了旋轮间隙、旋轮进给比、芯模半锥角等旋压参数对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷的影响规律；采用正交实验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律，并在此基础之上得到最优工艺参数组合；采用BBD(Box–Behnken design)响应曲面设计实验方法，得到旋压过程中最大成形力与旋压参数的量化回归模型，并对回归方程进行方差分析，计算回归方程的多元相关系数、可信度以及精确度。最终结果表明：所得到的模型的可信度和精准度较高；在最终实验结果与仿真结果中取点验证，发现误差在10%以内，因此，回归模型较为精准。最后，进行了旋压实验，对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度，其平均误差在6.2%以内，验证了仿真结果及回归模型的可靠性。研究表明：仿真分析的回弹角度与实验测得回弹角度变化趋势几乎相同，并且误差较小，控制在12%以内，表明仿真分析的结果能够较准确地展现旋压件的回弹规律。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。

关键词

钣金机匣 / 高温合金GH3030 / 冷强旋 / 回弹 / 成形力

基金资助

浙江省基金重点项目（LZ22E050002）; 国家自然科学基金项目（52375346）; 宁波市重大科技攻关项目（2022Z002）