葉片精鍛變形—傳熱—組織演變耦合的三維有限元分析.pdf

1、葉片是航空工業(yè)中一類量大面廣的重要零件之一.葉片精鍛過程是一個受諸多因素影響的復雜變形過程,在葉片精鍛過程中變形、傳熱和微觀組織演變之間存在著復雜的交互作用.微觀組織在很大程度上決定了葉片的質量和宏觀機械性能,預測和控制葉片的微觀組織,對提高葉片的綜合機械性能具有重要的現實意義.為此該文采用能反映微觀組織演變對材料流動應力影響的本構關系和Yada形式的微觀組織預測模型,實現TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析

2、,為合理確定葉片精鍛工藝和控制葉片質量提供依據.該文的主要研究內容和結果如下:對TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析的關鍵技術問題處理方法進行了研究,在此基礎上,以本實驗室開發(fā)的3D-CTM系統(tǒng)為平臺,發(fā)展了葉片精鍛過程的三維剛粘塑性有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析系統(tǒng)3D-CDHTM (3-Dimensional Coupled Analysis of Deformation-Heat Transfe

3、r-Microstructure Evolution).利用3D-CDHTM系統(tǒng)對TC4鈦合金單榫頭葉片精鍛過程進行了三維有限元模擬分析,獲得了不同變形階段下典型截面的網格圖和等效應力、等效應變、等效應變速率、溫度場的等值線分布圖,從而揭示了單榫頭葉片精鍛成形規(guī)律.對TC4鈦合金葉片在不同變形溫度、變形速度、模具溫度和摩擦條件下精鍛成形時的微觀組織(晶粒尺寸和體積分數)進行了預測,全面系統(tǒng)地分析了不同變形工藝參數對微觀組織的影響.并分析