航空零件和重型燃機葉片鍛造過程數(shù)值模擬.pdf

1、金屬塑性成形過程是一個極其復雜的過程，不僅變形量大，而且成形過程及產品質量受材料性能、摩擦狀況、工藝條件、模具結構及加工設備等多種因素的影響。長期以來人們主要是采用基于經驗的試錯方法進行工藝及模具設計，這使得產品的研發(fā)周期較長、費用高，并且產品的質量也不能得到完全的保障。隨著計算機及數(shù)值計算方法的發(fā)展，以有限元法為代表的數(shù)值模擬方法已廣泛應用于金屬塑性成形過程分析中。利用有限元數(shù)值模擬技術可以在計算機上虛擬實現(xiàn)鍛件在鍛壓設備和模具作用下

2、的整個變形過程，并可以對鍛件的變形情況及各種場量的變化情況進行分析，對預測缺陷的產生、降低生產成本以及保證產品質量有十分重要的作用。 應用于航空工業(yè)的某鈦合金鍛件，在鍛造生產過程中由于局部變形較大，整體變形不均勻，如果模具尺寸設計不當，很容易引起鍛造缺陷的產生。針對以上情況，本文以有限元軟件DEFORM為平臺，建立了該鈦合金鍛件鍛造過程的三維熱力耦合有限元模型，使用剛粘塑性有限元法對成形過程進行了模擬，得到了變形過程中鍛件溫度場

3、、應力應變場以及材料損傷值的分布情況，并對鍛造缺陷的成因進行了分析，優(yōu)化了模具尺寸，通過實際生產驗證，優(yōu)化效果比較理想。 某重型燃機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，所以必須嚴格控制變形條件才能保證鍛件的質量。本文對該重型燃機葉片鍛造過程進行了三維熱力耦合有限元模擬，通過對變形過程中金屬流線分布以及溫度場、應力應變場等物理參量場變化情況的分析，對葉片的成形規(guī)律進行了研究，結合實驗測得的材料熱塑性曲線，