科技成果

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成果名称: 一种基于体积成形的航空结构拉杆及短舱

成果登记号: 9612022Y2446

第一完成单位: 陕西迦南新材料科技有限公司

联 系 人: 张宏丽

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 航空航天

应用行业: 制造业

学科分类: 飞行器制造技术(590.45)

应用状态: 产业化应用

完成人: 张宏丽

成果简介:

目前,最接近的现有技术:在飞行器结构中,许多外挂结构件,如发动机短舱、APU 舱、空调舱、起落架等,是通过拉撑与飞机机体连接在一起,这些拉杆将外挂结构件受到的 气动力、重力等载荷传递给机体。拉杆成为关键的主要受力部件。拉杆的传统制造技术是在钢(钛合金)管件型材的两端焊接连接接头,简称分体式 拉杆。但是,重量比较重,而且,由于焊接处存在焊接残余拉应力,加之焊接接头和管件的焊 接变形,虽然有校准处理工艺,但对于长尺寸拉杆(如长度大于1m),校准处理工艺并不能有 效的消除焊接变形及拉杆内部应力,因此,二者的同轴同心度依然无法保障,拉杆受载时存 在一定的附加弯曲应力。因此,在焊接残余应力和附件弯曲应力的双重叠加下,拉杆将承受 过大的循环拉应力而导致疲劳破损。此外,焊接拉杆的挤压管材,为等壁厚,无法应用等强 度设计方法减重。

综上所述,现有技术存在的问题是:  (1)传统分体制造技术存在焊接接头和管件的同轴同心度无法保障,拉杆受载时 存在一定的附加弯曲应力,拉杆将承受过大的循环拉应力导致疲劳破损。 (2)传统分体制造技术焊接拉杆的挤压管材,为等壁厚,无法应用等强度设计方法 减重。

解决上述技术问题的难度:为了解决传统分体式焊接拉杆焊接接头和管件的同轴 同心度问题,需要加工相应的工装进行校型处理。此外,还需要后续的热处理工艺来消除校 型过程产生的内部应力。但是热处理工艺并不能完全有效的消除内部应力,因此还会产生 内部应力释放诱发的变形,导致同轴同心度无法保障。而且各个部位拉杆尺寸都不相同,校 型工装需要定制化,导致生产成本和周期大幅增大。传统分体式制造技术焊接拉杆的挤压 管材,为等壁厚,无法应用等强度设计方法减重。如果要将拉杆中间变为变壁厚,需要特殊 的挤压模型或用切削的方法来实现,生产费用和周期增大。其次由于变壁厚管件和接头在 焊接时,热膨胀及热传导不均匀,也会导致焊接变形增大,进一步增加了同轴同心度校型的困难。