轻型飞机起落架弹簧钢弯曲回弹及工艺优选研究

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LSA162飞机是赛斯纳公司与中航沈飞公司共同研制的两人座轻型飞机,其起落架采用6150M弹簧钢管经弯曲、热处理、喷丸等关键工艺制成。弯曲回弹、截面变形、褶皱等缺陷在弯管过程中难以预测,实际生产中多根据工艺人员的经验,通过调整工艺和修整模具来反复确定,严重影响了弯曲零件的成型精度和生产周期、生产成本。因此,有效的预测6150M弹簧钢的弯曲回弹及工艺优选是保证起落架弯曲精度及稳定性的重要因素。  本文以起落架的弯曲成型过程为研究对象,从理论上分析弯曲工艺、6150M弹簧钢材料特点、弯曲过程中应力应变特点以及影响起落架回弹产生的主要因素;并基于有限元分析软件利用Abaqus/Explicit显示分析求解器,针对起落架弯曲成型的四个关键参数:弯曲半径、弯管外径、弯曲角度、弯曲壁厚,建立模型进行仿真分析回弹对弯曲成型的影响规律,仿真结果表明:弯曲半径对回弹影响最大,弯曲角度次之,弯管壁厚再次,弯曲外径最小。  针对主要参数进行试验,通过试验得出的结果与仿真结果进行比较,仿真预测的弯曲回弹趋势与试验结果吻合较好,回弹数值预测误差较小并是可接受的。因此,采用仿真计算能够快速有效地获得弯折过程管料的成型情况及回弹量,为6150M弹簧钢管工艺参数的制定和问题分析提供指导意义。  通过对起落架无芯弯曲工艺分析及试验,确定起落架无芯弯曲工艺过程主要缺陷为弯曲截面的变形,而减少截面变形的最有效方式是优化弯曲模具设计。通过对弯曲模具设计分析,确定可通过反变形槽型设计减少弯曲截面变形。通过模拟结果得出,利用反变形截面设计的弯曲模具能有效较少起落架管材弯曲的截面畸变,并且优化反变形槽型能更有效的控制弯曲截面的畸变,为起落架弹簧钢弯曲模具设计及问题分析提供借鉴意义。
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