帶筋管充液壓形實(shí)驗(yàn)研究

初冠南，張坤，陳剛，李偉，丁名區(qū)，林才淵

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海），山東威海 264209）

戰(zhàn)機(jī)技能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，迫切需要大量采用結(jié)構(gòu)效益十分顯著的大型整體復(fù)雜薄壁殼體［1］，薄壁帶筋筒形件是其中的典型代表［2—4］。其在減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)效率，改善結(jié)構(gòu)可靠性，提高機(jī)體壽命等方面，具有其他結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的作用［5—7］。然而，由于該類構(gòu)件的整體化、薄壁輕量化、形狀復(fù)雜化，成形比較困難。厚壁帶筋構(gòu)件的成形方法有噴射成形、等溫模鍛、熔模鑄造、反重力鑄造和強(qiáng)力旋壓等［8—10］。上述方法主要用于壁厚3 mm以上構(gòu)件的成形。對(duì)于帶環(huán)向加強(qiáng)筋的薄壁筒形件的加工，加工方法不多，目前主要采用分體成形組合焊接的方式，完成該類零件的成形加工，成形周期長(zhǎng)，精度難保證，特別是縱向焊縫的引入大大降低了疲勞壽命［11—12］，越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代航空裝備的性能要求。

針對(duì)上述現(xiàn)狀，文中提出用帶筋管充液壓形技術(shù)實(shí)現(xiàn)薄壁環(huán)筋構(gòu)件的整體成形，避免引入焊接工序和焊接熱變形，提高構(gòu)件可靠性和成形精度，降低工藝難度。

1 技術(shù)思想及研究方案

1.1 技術(shù)思想

帶筋管充液壓形的技術(shù)思想，是在封閉截面結(jié)構(gòu)內(nèi)壓作用下同時(shí)引入環(huán)向拉持力σθ1和反向彎矩M1的受力特征，提高臨界失穩(wěn)應(yīng)力，消除起皺失穩(wěn)缺陷，實(shí)現(xiàn)帶筋管的整體成形的力學(xué)條件。成形時(shí)，首先在腔體內(nèi)部充填液體介質(zhì)，液體壓力引入了環(huán)向拉持力σθ（如圖1所示）;與此同時(shí)，液體壓力還構(gòu)成了彎矩M1，其方向恰好與壓形引入的彎矩M2的方向相反，因此降低了合彎矩M。……