TA2鈦合金筒形件拉深成形過程有限元模擬研究.pdf

1、鈦合金具有獨(dú)特的性能而在航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鈦合金筒形件是應(yīng)用很普遍的零件，但其成形過程還存在一些問題。筒形件是通過拉深成形的，拉深成形獲得較大引深尺寸的典型板料成形工藝。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及有限元技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來發(fā)展了用有限元法對(duì)板料成形過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析的新技術(shù)，采用有限元法可以預(yù)測(cè)板料成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布，以及載荷分布；也可以模擬成形過程中的起皺、破裂及隨后的回彈等現(xiàn)象；可以比較準(zhǔn)確地分析各種工

2、藝參數(shù)對(duì)成形過程的影響，可以降低成本、縮短周期。本文詳細(xì)闡述了板料成形有限元數(shù)值模擬的基本原理，采用數(shù)值模擬的方法對(duì)TA2(工業(yè)純鈦)筒形件拉深成形過程進(jìn)行了深入的研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 研究了TA2筒形件的拉深成形過程，建立了符合實(shí)際的拉深成形過程有限元力學(xué)模型，并對(duì)模擬中的一些關(guān)鍵問題(材料模型選擇、接觸處理、自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù))進(jìn)行了處理。 對(duì)無壓邊圈情況下拉深成形的五個(gè)因素(凹模入口圓角、凸凹模間隙、模具與板

3、坯之間潤(rùn)滑系數(shù)、凸模圓角、坯料直徑)進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬正交試驗(yàn)，提出了采用成形后板坯最大厚度與最小厚度之差△t的概念來作為描述零件成形結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，且論證了采用該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的合理性。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了直觀分析和方差分析，得出了各因素對(duì)拉深成形過程的影響次序及顯著性。 對(duì)于拉深過程中，可能出現(xiàn)的模具缺陷即凸凹模不同心和凹模與板坯間的潤(rùn)滑不均勻進(jìn)行了模擬，得出了這兩種情況對(duì)于拉深過程及拉深件缺陷起皺、裂紋的影響規(guī)律。 對(duì)于板

4、坯的三種形狀(圓坯、方坯、八角坯)在相同的工藝條件下的成形過程進(jìn)行了有限元模擬分析，得出了各種板坯形狀對(duì)于拉深成形過程的影響規(guī)律。當(dāng)板坯在拉深成形前存在缺陷時(shí)，例如板坯在預(yù)加工過程產(chǎn)生劃痕或是豁口、小裂紋時(shí)的拉深成形過程進(jìn)行了模擬分析，得出了這些缺陷都會(huì)使最終成形件產(chǎn)生裂紋。模擬了當(dāng)板坯出現(xiàn)硬物撞擊引起的鼓包時(shí)拉深成形過程，對(duì)鼓包在各個(gè)位置時(shí)對(duì)于拉深成形過程的影響進(jìn)行了分析，得到了鼓包在各個(gè)可能位置時(shí)對(duì)拉深成形過程的影響規(guī)律。