航空零件和重型燃機(jī)葉片鍛造過(guò)程數(shù)值模擬.pdf

1、金屬塑性成形過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，不僅變形量大，而且成形過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量受材料性能、摩擦狀況、工藝條件、模具結(jié)構(gòu)及加工設(shè)備等多種因素的影響。長(zhǎng)期以來(lái)人們主要是采用基于經(jīng)驗(yàn)的試錯(cuò)方法進(jìn)行工藝及模具設(shè)計(jì)，這使得產(chǎn)品的研發(fā)周期較長(zhǎng)、費(fèi)用高，并且產(chǎn)品的質(zhì)量也不能得到完全的保障。隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展，以有限元法為代表的數(shù)值模擬方法已廣泛應(yīng)用于金屬塑性成形過(guò)程分析中。利用有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)上虛擬實(shí)現(xiàn)鍛件在鍛壓設(shè)備和模具作用下

2、的整個(gè)變形過(guò)程，并可以對(duì)鍛件的變形情況及各種場(chǎng)量的變化情況進(jìn)行分析，對(duì)預(yù)測(cè)缺陷的產(chǎn)生、降低生產(chǎn)成本以及保證產(chǎn)品質(zhì)量有十分重要的作用。 應(yīng)用于航空工業(yè)的某鈦合金鍛件，在鍛造生產(chǎn)過(guò)程中由于局部變形較大，整體變形不均勻，如果模具尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)，很容易引起鍛造缺陷的產(chǎn)生。針對(duì)以上情況，本文以有限元軟件DEFORM為平臺(tái)，建立了該鈦合金鍛件鍛造過(guò)程的三維熱力耦合有限元模型，使用剛粘塑性有限元法對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行了模擬，得到了變形過(guò)程中鍛件溫度場(chǎng)

3、、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及材料損傷值的分布情況，并對(duì)鍛造缺陷的成因進(jìn)行了分析，優(yōu)化了模具尺寸，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，優(yōu)化效果比較理想。 某重型燃機(jī)葉片所用的材料為一新型鋼種，其成形極限較低，鍛造溫度范圍較窄，所以必須嚴(yán)格控制變形條件才能保證鍛件的質(zhì)量。本文對(duì)該重型燃機(jī)葉片鍛造過(guò)程進(jìn)行了三維熱力耦合有限元模擬，通過(guò)對(duì)變形過(guò)程中金屬流線分布以及溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)等物理參量場(chǎng)變化情況的分析，對(duì)葉片的成形規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)得的材料熱塑性曲線，