本技术公开了一种贮箱箱底薄壁构件蠕变时效成形起皱抑制方法。方法包括获取原始板材参数和目标构件参数;进行有限元仿真,获取原始板材高起皱风险区;根据高起皱风险区的应力应变状态变化确定压边装置相关信息;将原始板材整体包裹一层透气毡,放置于成形模具上,使用第一层真空袋进行密封,并于热压罐外抽真空;在第一层真空袋上表面覆盖一层透气毡,并将压边装置放置到对应放置区域对应的第二层透气毡上,使用第二层真空袋进行密封,并在热压罐外抽真空;控制热压罐内进行蠕变时效成形过程,保温保载后,获得目标构件。本发明方案通过真空袋密封,借助袋内外压差对高起皱风险区按需施加一定压力,实现贮箱箱底蠕变时效精确成形。
背景技术
贮箱作为火箭的重要组件,作为压力容器用来存放火箭发射所需的液氢/液氧等推进剂。而贮箱箱底作为火箭贮箱的关键组件,以半椭球型薄壁壳体结构承担着内压、振动等复合载荷。考虑箭体结构的轻量化及经济性要求,箱底厚度将大幅降低,贮箱箱底径厚比也不断突破传统极限,这对运载火箭关键承载箭体贮箱箱底结构成形精度及服役性能等方面提出了更高的要求。
蠕变时效成形是一种适用于大型复杂薄壁构件整体形性协同制造的先进技术,它主要利用金属材料的蠕变特性、应力松弛特性和时效强化特性,在时空集成的温度场和应力场中实现目标构件成形与成性一体化。但薄板类构件在塑性成形过程中,容易在周向压应力载荷作用下发生起皱并出现后屈曲大变形,使构件的成形精度、使用寿命难以达到目标期望。
薄板构件在蠕变时效成形过程中,材料的变形行为极为复杂,贮箱箱底类薄壁构件由于其几何结构特殊,成形过程中容易受到应力集中和不均匀变形的影响,极易发生失稳起皱等成形缺陷,影响构件的成形质量和使用寿命,因此需要采取合理的措施对箱底类薄壁构件在蠕变时效成形过程中的起皱失稳进行抑制,保证构件的高精确成形。
实现思路