运载装备燃料箱底件成形方法及工艺性分析开题报告

 2021-12-10 05:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义

1.1研究背景

运载火箭作为人类进行探月工程、空间站建设、深空探测等航天活动不可或缺的工具,同时也是保卫国家安全、维护国家利益和促进国民经济发展的重大战略装备。它已经成为每个航天大国高端装备制造业竞相发展的重点。以“火箭王冠”著称的运载火箭燃料箱就成为制约各国运载火箭研发与制造的核心部件。运载火箭燃料箱的直径直接决定了其运载能力,同时对于运载火箭而言总体质量每减少1kg所能取得的经济效益接近十万美元[1]。因此,为了实现在满足结构强度的条件下尽可能减轻整体质量,我们把目光放在了燃料箱底件的成形材料上。铝合金凭借其低密度、高比强度。强抗腐蚀性能等优点,已经成为目前运载火箭燃料箱的首选材料之一[2]。然而,铝合金在室温的成形性能不好,是一种难成形材料;运载火箭燃料箱箱底类大型波比曲面件结构刚度差,属于难成形结构[3]。因此目前难题转变为如何提高铝合金等高强度难成形材料的薄壁曲面件成形性能并实现其精确成形制造。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1. 查阅运载装备(运载火箭、汽车)燃料箱底件成形方案的相关文献,了解国内外相关研究现状,并概述各方法的优缺点;

2. 采用建模软件建立燃料箱底件三维模型;

3. 对燃料箱底件进行受力分析,并根据受力优化燃料箱底件结构。

2.2研究目标

1. 掌握燃料箱底件建模的方法;

2. 了解电磁脉冲辅助成形的基本原理和技术方案

3. 了解对燃料箱底件成形质量有影响的工艺参数;

4. 掌握如何对模型进行受力分析,并得出易发生断裂、破损等缺陷的位置。

5. 学会通过技术手段对燃料箱底件进行优化。

2.3技术方案及措施

图一、技术方案与构思

3. 研究计划与安排

时间

2019.12.26-2020.1.10

确定指导教师人选,对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、

校内搜集资料、消化资料。

2020.2.24-2.29

学生提交文献检索摘要。

3.1-3.6

进行外文翻译,并提交外文翻译译文。

3.7-3.15

撰写开题报告。整理论文提纲、设计概要。

3.16-3.25

提交开题报告

3.26-4.15

继续完成试验或编程任务;

撰写毕业设计论文

4.16-5.25

完成试验或编程;

完善毕业设计论文;

5.26-5.31

网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料;提交答辩申请。

6.1-6.2

教师审阅毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)和(图纸),审查

确定学生答辩资格并予以公示。

6.3-6.4

根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文,并网上提交;准备答辩PPT。

6.5-6.8

毕业设计答辩。

6.9-6.13

发布最终成绩

4. 参考文献(12篇以上)

[1]鲁宇.中国运载火箭技术发展[J].宇航总体技术, 2017, 1(03): 1-8.

[2] 苑世剑.新世纪中国塑性加工行业的发展与展望[J].锻压技术, 2018, 43(07):12-16 70.

[3]E. Harpoothian,吴长胜.大型低温燃料贮箱的制造[J].国外导弹技术,1979(04):1-16.

[4] 刘大海. 5052 铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2010.

[5]Amrut Mulay, Ben B S , Ismail S, et al. Experimental investigations into the effects of SPIF formingconditions on surface roughness and formability by Design of Experiments[J].Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences Engineering,2017, 39(10):1-14.

[6]Niaraki R J, Fazli A, Soltanpour M.Electromagnetically activated high-speed hydroforming process: A novel processto overcome the limitations of the electromagnetic forming process[J]. CIRPJournal of Manufacturing Science and Technology, 2019, 27: 21-30.

[7]Tingting Cao,Bin Lu,JianCao,Jun Chen. Experimental investigations on the forming mechanism of a newincremental stretch-flanging strategy with a featured tool[J]. TheInternational Journal of Advanced Manufacturing Technology,2017,92(5-8).

[8] 詹梅,李志欣,高鹏飞,马飞,李锐,崔笑蕾,张洪瑞,陈淑婉.铝合金大型薄壁异型曲面封头旋压成形研究进展[J].机械工程学报, 2018, 54(09):86-96

[9]Zheng K, Dong Y, Zheng D, et al. Anexperimental investigation on the deformation and post-formed strength ofheat-treatable aluminium alloys using different elevated temperature formingprocesses[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2019, 268: 87-96.

[10]Oliveira D A , Worswick M J ,Finn M , et al. Electromagnetic forming of aluminum alloy sheet: Free-form andcavity fill experiments and model[J]. Journal of Materials ProcessingTechnology, 2005, 170(1-2):350-362.

[11]Ma H , Huang L , Li J , et al.Effects of process parameters on electromagnetic sheet free forming ofaluminium alloy[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2018, 96(1):359-369.

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[13]安俊虎. 空间燃料站贮箱结构优化设计[D].大连交通大学,2018.

[14] 刘欣,王国庆,李曙光,等.重型运载火箭关键制造技术发展展望[J].航天制造技术, 2013(1):1-6.

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[16]国际首次成形运载火箭大规格燃料贮箱薄壁整体箱底[J].锻压装备与制造技术,2018,53(06):6.

[17]苏海,马兴海,王娟,孙立强,曹宇,刘东平.运载火箭铝合金叠层壁板自动化制孔工艺对钻孔毛刺影响的研究[J].航空精密制造技术,2017,53(01):26-29 59.

[18]刘大海. 5052 铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2010.

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