月球車鈦合金輪圈的熱旋壓成形工藝研究.pdf

1、輪圈作為月球車車輪的重要承力構(gòu)件，在月球車的研制中起到非常重要的作用。鈦合金具有比強(qiáng)度和比剛度高、綜合性能優(yōu)異和長時間工作溫度可達(dá)400℃的特點，被認(rèn)為是月球車輪圈的理想材料。旋壓技術(shù)是小批量、多品種回轉(zhuǎn)體零件的重要成形方法，非常適于成形月球車鈦合金輪圈。月球車鈦合金輪圈由于壁薄，直徑相對較大，采取旋壓工藝時極易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺和開裂現(xiàn)象，加上普旋工藝的影響因素眾多，相互之間的關(guān)系復(fù)雜，單純依靠試驗的方法來研究月球車鈦合金輪圈的旋壓問題，難

2、以在成品質(zhì)量及過程控制上同時滿足要求。數(shù)值模擬特別是有限元的應(yīng)用，為旋壓工藝提供了先進(jìn)的分析方法。有限元法可以對成形整個過程進(jìn)行模擬，有助于揭示各工藝參數(shù)對最終零件質(zhì)量的影響規(guī)律，從而縮短研究周期，降低研究成本，對實驗研究提供指導(dǎo)和幫助。
　　本文應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA軟件對月球車鈦合金輪圈的旋壓過程進(jìn)行了彈塑性有限元數(shù)值模擬，獲得旋壓成形階段不同時期的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律、變形流動規(guī)律和壁厚分布規(guī)律，初步分析了失穩(wěn)起皺的產(chǎn)生

3、機(jī)理；通過對不同工藝參數(shù)下旋壓過程的模擬，獲得了工藝參數(shù)對旋壓成形質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　通過對鈦合金不同坯料狀態(tài)進(jìn)行組織觀察和性能測試為普旋試驗提供了依據(jù)。在旋壓試驗過程中，分析了旋壓工藝參數(shù)對成形零件質(zhì)量的影響，提出了控制旋壓工藝參數(shù)的方案。
　　根據(jù)數(shù)值模擬和試驗結(jié)果，分析了月球車鈦合金輪圈旋壓過程中起皺和開裂的產(chǎn)生機(jī)理，提出了相應(yīng)的控制措施，對月球車鈦合金輪圈的旋壓工藝進(jìn)行了優(yōu)化，旋制出質(zhì)量良好的鈦合金車輪輪圈。