高筋薄腹板结构件成形规律的物理模拟

论文摘要

在非对称高筋薄腹板复杂结构锻件的成形过程中,由于变形程度很大,金属流动情况异常复杂,容易产生回流、折叠等成形缺陷,因此对预制坯的体积分配、润滑以及模具的设计等要求很高。为了发现此类锻件成形过程中金属流动的规律,以及金属在型腔内的填充情况,本次试验采用等温成形的方法对“Z”字形、“Ч”字形、“H”字形截面复杂构件进行物理模拟研究,以优化毛坯尺寸、形状,探索出最优化的成形模具结构参数工艺。 通过铅、铝合金等材料对具有不同高宽比(局部最大高宽比为21:1)、非对称的并有“Z”、“Ч”、“H”字形截面的钛合金薄腹板(腹板厚仅为2.5mm)框结构件的等温成形过程的物理模拟发现,金属向半径增大的凸弧方向流动快于向半径减小的凹弧方向流动;使用非等宽度毛坯情况下,窄板处金属体积少,网格畸变严重。用铝合金模拟钛合金等温成形时,由于材料本身刚度大,流动性差,充填具有大高宽比筋的结构件需多次修整中间毛坯。成形后出模翘曲变形不明显,因此,用铝模拟钛合金等温变形更接近实际情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钛合金的发展和Ti-1023的研究应用现状
• 1.2 α+β两相钛合金的组织、工艺与性能
• 1.2.1 α+β两相钛合金的显微组织
• 1.2.2 α+β两相钛合金组织对性能的影响
• 1.2.3 Ti-1023合金的组织与性能
• 1.3 钛合金的等温锻造技术
• 1.4 塑性成形过程的物理模拟
• 1.4.1 数学模拟与物理模拟简介
• 1.4.2 相似理论在塑性成形模拟实验中的应用
• 1.4.3 塑性成形模拟试验基本方法
• 1.5 塑性成形的模拟材料
• 1.5.1 模拟材料简介
• 1.5.2 铅的回复与再结晶
• 1.5.3 铝合金的概述
• 1.6 课题来源和目的
• 第二章 模拟试验方法与过程
• 2.1 引言
• 2.2 试验方法
• 2.3 试验过程
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 铅模拟件实验结果与分析
• 3.1.1 “Z”字形截面模拟件成形过程的金属充填性及流动规律
• 3.1.2 “Ч”字形截面模拟件成形过程的金属充填性及流动规律
• 3.1.3 成形“H”字形截面模拟件过程的金属充填性及流动规律
• 3.2 铝合金“Z”字形截面模拟件等温成形过程的结果与分析
• 3.3 铅模拟件与铝合金模拟件成形性比较
• 主要结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢