大尺寸2219铝合金贮箱半球壳体整体旋压成形有限元模拟及工艺研究

《大尺寸2219铝合金贮箱半球壳体整体旋压成形有限元模拟及工艺研究》是一篇关于航空航天领域中关键结构件制造技术的研究论文。该论文针对大尺寸2219铝合金贮箱半球壳体的旋压成形工艺进行了深入探讨，通过有限元模拟方法对成形过程进行分析，并结合实验验证了模拟结果的准确性，为实际生产提供了理论依据和技术支持。

2219铝合金是一种具有高强度、高耐热性和良好焊接性能的材料，广泛应用于航天器燃料贮箱等重要结构部件中。由于其良好的综合性能，2219铝合金在航天工业中被广泛使用，尤其是在需要承受高温和高压的环境中。然而，由于2219铝合金的塑性较低，在旋压成形过程中容易产生裂纹、起皱等缺陷，因此对其成形工艺的研究显得尤为重要。

论文首先介绍了2219铝合金的基本性能及其在航天领域的应用背景，阐述了大尺寸半球壳体在贮箱结构中的重要性。随后，论文详细描述了旋压成形工艺的基本原理，包括旋压设备的结构、旋压模具的设计以及旋压过程中金属材料的流动规律。通过对旋压成形过程的分析，论文指出影响成形质量的关键因素，如旋转速度、进给速度、模具形状和温度控制等。

为了更准确地预测成形过程中可能出现的问题，论文采用有限元模拟的方法对整个旋压过程进行了数值仿真。有限元模型考虑了材料的非线性变形行为、接触摩擦以及温度场的变化等因素，确保了模拟结果的可靠性。通过对比不同工艺参数下的模拟结果，论文发现合理的旋压速度和模具角度可以有效减少材料的应力集中，从而降低裂纹和起皱的风险。

在实验验证部分，论文设计并实施了一系列旋压试验，测试了不同工艺条件下成形件的质量。通过测量成形后的半球壳体的厚度分布、表面粗糙度以及内部残余应力等指标，论文验证了有限元模拟的准确性，并进一步优化了旋压工艺参数。实验结果表明，经过优化后的工艺能够显著提高成形质量，同时降低了废品率。

此外，论文还探讨了旋压成形过程中可能存在的其他问题，如材料的局部变形、模具磨损以及成形效率等。针对这些问题，论文提出了相应的改进措施，如采用先进的模具材料、优化模具表面处理工艺以及引入在线监测系统等。这些措施不仅有助于提高成形精度，还能延长模具使用寿命，提升整体生产效率。

最后，论文总结了研究成果，并指出了未来研究的方向。随着航空航天技术的不断发展，对轻量化、高强度结构件的需求日益增加，因此，对2219铝合金旋压成形工艺的研究仍具有重要的现实意义。未来的研究可以进一步探索多道次旋压、复合成形等先进工艺，以满足更高性能要求的航天结构件制造需求。

综上所述，《大尺寸2219铝合金贮箱半球壳体整体旋压成形有限元模拟及工艺研究》是一篇具有较高学术价值和工程应用前景的论文。它不仅为2219铝合金旋压成形工艺提供了系统的理论支持，也为实际生产中的工艺优化和质量控制提供了科学依据，对推动我国航天制造业的发展具有重要意义。