球形贮箱壳体旋压成形数值模拟与试验研究

《球形贮箱壳体旋压成形数值模拟与试验研究》是一篇关于航天器结构制造技术的学术论文，主要探讨了球形贮箱壳体在旋压成形过程中的力学行为及工艺优化。该论文通过数值模拟和实验相结合的方法，分析了旋压成形过程中材料的变形规律、应力应变分布以及成形质量的影响因素，为提高球形贮箱壳体的成形精度和结构性能提供了理论依据和技术支持。

球形贮箱是航天器中重要的储液容器，其结构形式决定了储存能力和空间利用率。旋压成形作为一种高效的塑性加工方法，能够实现复杂曲面零件的高精度制造，尤其适用于薄壁金属壳体的生产。然而，由于旋压成形过程中涉及复杂的材料流动和应力状态，容易产生裂纹、起皱等缺陷，因此需要深入研究其成形机理。

本文首先介绍了球形贮箱壳体旋压成形的基本原理，包括旋压设备的结构特点、旋压模具的设计要求以及旋压成形的工艺参数设置。作者指出，旋压成形过程中，材料在旋转和轴向进给的共同作用下发生塑性变形，形成所需的球形结构。为了准确模拟这一过程，论文采用有限元分析方法，建立了球形贮箱壳体旋压成形的三维数值模型，并对材料本构关系、接触边界条件和摩擦系数进行了合理假设。

在数值模拟部分，论文详细分析了旋压成形过程中材料的应变分布、应力变化以及成形力的变化趋势。通过对不同工艺参数（如旋压速度、进给量、模具形状等）的对比研究，发现合理的工艺参数组合可以有效改善材料的成形性能，减少成形缺陷的发生。此外，论文还探讨了不同材料厚度对成形质量的影响，指出过薄的材料容易在旋压过程中发生破裂，而过厚的材料则可能导致成形力过大，增加设备负荷。

为了验证数值模拟结果的准确性，论文设计并实施了相应的实验研究。实验中使用了相同尺寸的球形贮箱壳体试件，通过实际旋压成形获取了成形后的几何尺寸、表面质量和内部应力分布等数据，并与数值模拟结果进行对比分析。结果表明，数值模拟结果与实验数据具有较高的吻合度，说明所建立的数值模型能够较为准确地反映旋压成形的实际过程。

论文还针对旋压成形过程中出现的典型缺陷，如局部起皱、裂纹和壁厚不均等问题，提出了相应的优化措施。例如，通过调整模具形状、优化旋压路径和改进润滑条件，可以有效降低成形缺陷的发生率。同时，论文建议在实际生产中结合数值模拟和实验研究，不断优化工艺参数，以提高球形贮箱壳体的成形质量和生产效率。

综上所述，《球形贮箱壳体旋压成形数值模拟与试验研究》是一篇具有较高实用价值的学术论文，不仅系统地分析了球形贮箱壳体旋压成形的力学行为，还通过数值模拟和实验验证，为相关领域的工程实践提供了科学依据和技术支持。该研究对于推动航天器轻量化结构的发展，提升航天器储液系统的制造水平具有重要意义。