(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210570029.8 (22)申请日 2022.05.24 (71)申请人 中国航发沈阳黎明航空发动机有限 责任公司 地址 110000 辽宁省沈阳市大东区东塔街6 号 申请人 沈阳航空航天大 学 (72)发明人 杨踊　蔡晋　杨天南　 (74)专利代理 机构 北京知呱 呱知识产权代理有 限公司 1 1577 专利代理师 孙志一 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补 偿方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种超声振动辅助燃烧室帽 罩成形回弹补偿方法及系统， 利用有限元分析仿 真软件对帽罩板材冲压成形过程进行模拟， 预测 施加超声振动前后板材的回弹量。 在成形过程中 对板材坯料施加一定方向、 频率及振幅的超声振 动， 通过调整超声波的振幅和频率， 板材的回弹 量逐渐递减并最终收敛于目标形状， 得出回弹补 偿因子， 达到回弹补偿的目的， 最终实现薄壁复 杂结构件的回弹可控。 根据本发 明的技术方案建 立基于超声振动辅助的回弹补偿因子数据库， 可 以精准得出同种材质不同成形件的回弹量， 实现 模具结构设计的精确控制， 提高模 具设计效率及 合格率。 该方法可用于航空发动机燃烧室帽罩冲 压成形回弹补偿， 实现燃烧室帽罩成形回弹量的 精准可控。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114818438 A 2022.07.29 CN 114818438 A 1.一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 根据燃烧室帽罩的成形尺寸， 采用三维建模软件构建帽罩的成形模具三维模型； 根据所述成形模具三维模型， 利用有限元分析仿真软件对帽罩板材冲压成形过程进行 模拟， 预测施加超声振动前后板材的回弹量， 并计算得到回弹补偿因子， 根据仿 真结果和得 到的回弹补偿因子对帽罩成形进行回弹补偿。 2.根据权利要求1所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述成形模具三维模型包括凸模、 凹模和压边圈， 帽罩板材放置于所述凸模与凹模之 间， 所述压边圈用于对板材进行圈紧， 所述凸模按一定的速度按照预设冲压成形参数对板 材做上下冲压运动， 所述冲压成形参数包括冲压行程、 冲压速度、 压边力， 所述凸模的上方 设置有用于 辅助施加超声振动的超声振动装置 。 3.根据权利要求2所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述方法还 包括： 对冲压成形过程进行模拟时， 按照预设超声振动参数在所述凹模上施加径向的超声振 动， 所述超声振动参数包括频率和振幅， 超声 波的振动时间为板材成形开始至成形 结束。 4.根据权利要求3所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述方法还 包括： 固定频率， 测试不同振幅下板材的回弹量； 固定振幅， 测试不同频率下板材的回弹量； 在施加超声振动板材成形过程中， 在相同振 幅下， 成形板材 的回弹量 随振动频率的增加呈 现出先增大后减小的趋势， 在相同频率下， 成形板材 的回弹量 随振幅的增加同样呈现先增 大后减小的趋势； 获取回弹量 最小值及对应频率和振幅。 5.根据权利要求1所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述方法还 包括： 根据测得的超声振动辅助板材的回弹量和回弹补偿因子， 获取成形板材不同测量点的 应设回弹量， 根据各测量 点的应设回弹量优化并制作成形模具。 6.根据权利要求1所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述方法还 包括： 获取同一材质不同尺寸的成形件的回弹补偿因子， 并构建回弹补偿因子数据库， 基于 所述数据库获取同种材质不同成形件的回弹量， 并对成形模具 结构设计进行精确控制。 7.根据权利要求1所述的一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法， 其特征在 于， 所述三维建模软件采用UG12.0设计软件， 所述有限元分析仿真软件采用ABAQUS仿真分 析软件。 8.一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 成形模具三维模型构建模块， 用于根据燃烧室帽罩的成形尺寸， 采用三维建模软件构 建帽罩的成形模具三维模型； 成形仿真模拟模块， 用于根据所述成形模具三维模型， 利用有限元分析仿真软件对帽 罩板材冲压成形过程进行模拟， 预测施加超声振动前后板材 的回弹量， 并计算得到回弹补 偿因子， 根据仿真结果和得到的回弹补偿因子对帽罩成形进行回弹补偿。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114818438 A 2一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方 法及系统 技术领域 [0001]本发明涉及 航空发动机钣金件加工技术领域， 具体涉及 一种超声振动辅助燃烧室 帽罩成形回弹补偿方法及系统。 背景技术 [0002]航空发动机燃烧室帽罩是航空发动机的关键部件之一， 服役于高温、 高压等环境， 对材料性能有较高要求， GH536高温合金材料强度大、 加工硬化显著、 变形抗力大， 具有优异 的抗氧化和抗应力腐蚀开裂性能， 及良好的组织稳定性和使用可靠性。 帽罩为复杂 薄壁回 转体结构， 成形难度较大， 作为高强度合金， GH536在成形过程中容易发生回弹， 进而影响超 薄壁构件的尺寸精度和使用性能。 在成形过程中对板材坯料施加 一定方向、 频率及振 幅的 超声振动， 可有效降低板材成形后的回弹量， 降低板料与工具间的摩擦力， 通过调整超声波 的振幅和频率， 板材的回弹量逐渐递减并最 终收敛于目标形状， 获得回弹补偿因子， 达到回 弹补偿的目的， 最终实现燃烧室帽罩成形回弹可控。 本发明提出一种超声振动辅助燃烧室 帽罩成形回弹补偿方法， 可用于航空发动机燃烧室帽罩冲压成形回弹补偿， 实现燃烧室帽 罩成形回弹量的精准可控。 发明内容 [0003]为此， 本发明提供一种超声振动辅助燃烧室帽罩成形回弹补偿方法及系统， 以解 决现有航空发动机大尺寸薄壁复杂结构件成形回弹等问题， 用于对航空发动机燃烧室帽罩 冲压成形回弹补偿， 实现燃烧室帽罩成形回弹量的精准可控。 [0004]为了实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0005]根据本发明实施例的第一方面， 提出了一种超声振动辅助 燃烧室帽罩成形回弹补 偿方法， 所述方法包括： [0006]根据燃烧室帽罩的成形尺寸， 采用三维建模软件构建帽罩的成形模具三维模型； [0007]根据所述成形模具三维模型， 利用有限元分析仿真软件对帽罩板材冲压成形过程 进行模拟， 预测施加超声振动前后板材的回弹量， 并计算得到回弹补偿因子， 根据仿 真结果 和得到的回弹补偿因子对帽罩成形进行回弹补偿。 [0008]进一步地， 所述成形模具三维模型包括凸模、 凹模和压边圈， 帽罩板材放置于所述 凸模与凹模之间， 所述压边圈用于对板材进行圈紧， 所述凸模按一定的速度按照预设冲压 成形参数对板材做上下冲压运动， 所述凸模的上方设置有用于辅助施加超声振动的超声振 动装置。 [0009]进一步地， 所述方法还 包括： [0010]对冲压成形过程进行模拟时， 按照预设超声振动参数在所述凹模上施加径向的超 声振动， 所述超声振动参数包括频率和振 幅， 超声波的振动时间为板材成形开始至成形结 束。 [0011]进一步地， 所述方法还 包括：说　明　书 1/4 页 3 CN 114818438 A 3