TC4多層擴(kuò)散連接芯板結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,鈦合金材料在飛行器上被大量采用,減輕了結(jié)構(gòu)重量。超塑成形/擴(kuò)散連接(SPF/DB)是成形鈦合金構(gòu)件的一種重要技術(shù),在復(fù)雜構(gòu)件的一體成形方面優(yōu)勢(shì)明顯,多層結(jié)構(gòu)的成形都采用了這種工藝。對(duì)于多層結(jié)構(gòu),芯板隔腔的形狀和尺寸直接影響著構(gòu)件的抗載荷能力與成形的難易程度,芯板板料之間的連接狀況最終決定了構(gòu)件能否實(shí)現(xiàn)完全成形。
　　 本文以四層板夾層結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,應(yīng)用薄板小撓度彎曲理論分析正方形和長(zhǎng)方形隔腔結(jié)構(gòu)在載荷作

2、用下的撓度變化,研究所用的板料厚度為1mm時(shí),分析表明:正方形邊長(zhǎng)在50mm以下時(shí)夾層結(jié)構(gòu)的抗載荷能力較強(qiáng),當(dāng)邊長(zhǎng)為腔深2倍以上時(shí),板料變薄率理想；長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)短邊與長(zhǎng)邊之比k小于0.4時(shí)承載后變形較小,但如果k選得過小,結(jié)構(gòu)則狹長(zhǎng)而難以成形。借助有限元模擬了夾層結(jié)構(gòu)芯板在不同焊縫布局和溫度條件下的成形過程,結(jié)果顯示:分隔腔體的焊縫分布不合理時(shí)成形,焊縫出現(xiàn)了彎曲變形；改變焊縫分布后,相同的條件下成形,焊縫變形正常；模擬溫度為920℃時(shí),