工艺和材料参数对超塑胀形中空洞损伤演变影响的数值分析

利用刚粘塑性有限元技术，采用特定的空洞损伤演变模型，对超塑胀形的空洞损伤演变过程进行了数值模拟，给出了不同工艺参数和材料参数对胀形件内空洞体积分数分布的影响规律。分析结果对超塑胀形实际选材和工艺设计具有指导意义。     

空洞敏感材料超塑性胀形过程的有限元模拟

基于刚粘塑性有限元技术采用最大应变速率恒定的压力控制策略和超塑性成形空洞损伤演变模型对空洞敏感材料的超塑性胀形过程进行了数值模拟。分别以半球壳和圆筒形零件为例 ,给出了优化后自由胀形和充模胀形的加压曲线 ,预测了成形零件的壁厚分布及空洞体积损伤情况。本文分析结果对指导超塑性胀形工艺设计具有实际意义。     

空洞第三材料超塑性胀形过程的有限元模拟

基于刚粘塑性有限元技术采用最大应变速率恒定的压力控制策略和超塑性成形空洞损伤演变模型对空洞敏感材料的超塑性胀形过程进行了数值模拟。分别以半球壳和圆筒形零件为例,给出了优化后自由胀形和充模胀形的加压曲线,预测了成形零件的壁厚分布及空洞体积损伤情况。本文分析结果对指导超塑性胀形工艺设计具有实际意义。     

泡沫镍孔径金相测定方法的研究

基于刚粘塑性有限元技术采用最大应变速率恒定的压力控制策略和超塑性成形空洞损伤演变模型对空洞敏感材料的超塑性胀形过程进行了数值模拟.分别以半球壳和圆筒形零件为例,给出了优化后自由胀形和充模胀形的加压曲线,预测了成形零件的壁厚分布及空洞体积损伤情况.本文分析结果对指导超塑性胀形工艺设计具有实际意义.     

加压路径对超塑胀形空洞的影响

本文用金相显微镜、扫描电镜和ｘ－射线小角度散射法分析了不同加压路径对超塑胀形微空洞形貌和分布的影响。结果表明，恒应变速率胀形的微空洞量多、细小、分布均匀，且处于亚稳定状态。恒压胀形的微空洞易由亚稳定变为稳定，且会迅速交连长大，形成网络。恒速胀形的微空洞形貌介于两者之间。     

超塑性拉深胀组合新工艺的研究

控制超塑胀形件的最变薄和改善其壁厚分布的均匀性，是超塑胀形一个十分重要的工艺问题。此文提出了一种能在超塑胀形过程中同时进行拉深的新工艺－－超塑性拉深胀形组合新工艺。通过对供应态的ＴＣ４板材的超塑性拉深胀形试验表明：该工艺在很大程度上改善了超塑胀形件壁厚分布的均匀性，降低了其变薄率。     

大型变壁厚TC4半球超塑胀形工艺研究

对大型TC4钛合金变壁厚半球壳体的超塑胀形工艺进行了研究。采用数值模拟手段先后分析了单向胀形和正反胀形后半球毛坯的壁厚分布规律,指出了正反胀形工艺在壁厚分布上的优势,并给出了反胀模具型面曲线优化的关键参数及其对成形壁厚分布的影响规律。用优化后的模拟数据结果指导实际实验参数设计,在理论分析基础上进行了实验验证。结果表明,数值模拟数据较好地预测了超塑成形后的半球壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半球实验件的壁厚按需分配。成形后材料强度略有下降,延伸率得到提升。正反胀形方法能够明显提高钛合金板材的材料利用率和后续毛坯的车加工效率,降低制造成本。     

微处理机控制的金属板材超塑胀形力学分析和工艺探讨

本文对TC4钛合金板材在860℃高温下的超塑胀形过程作了力学分析,得出其各项参数变化规律,给出最佳加载的压力-时间变化曲线,用微处理机控制气压变化,使整个胀形过程中等效应变速率恒定,板材始终处于最佳超塑变形状态。对不同材料的板坯,只要通过微处理机输入该材料的应变速率敏感指数和最佳应变速率等参数,就可自动实现各种材料最佳超塑胀形,获得壁厚均匀的良好制品。     

钛合金波纹管超塑成形工艺研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型3个阶段,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式;通过超塑胀形实验成形了Ti-6Al-4V钛合金双波波纹管。     

一种超塑胀形压力测控系统设计

超塑胀形能一次成形复杂零件,是一种先进成形技术,研制超塑胀形压力测控系统具有重要意义。超塑胀形压力的精确控制是超塑胀形的前提,其压力加载方式基本是恒压加载和变压加载。超塑胀形压力控制系统包括胀形压力信号的采集检测及模数转换、步进电机驱动控制两部分主要内容。     

超塑性非球面自由胀形的测量

超塑性胀形是成形薄壁壳形件的重要技术, 已经在航空技术领域占有重要地位. 由于超塑性自由胀形是建立超塑胀形力学解析理论的重要依据, 又是超塑胀形成形的必经阶段,而超塑自由胀形的轮廓曲面为轴对称旋转曲面, 本文针对精确测量轴对称旋转曲面的几何参数尚存在的一些问题, 提出了测量方法及基本原理, 介绍了基于单目成像的图像采集系统及摄像机参数的标定方法, 并对旋转体试件的成像测量进行分析, 给出了误差补偿公式; 对于实验中极点高度测量和实验后轮廓测量采用不同算法, 以保证系统的实时性; 为提高测量精度, 采用亚像素算法, 同时分析了误差产生的原因.     

超塑性胀形件厚度分布的计算和控制

提出了超塑胀形过程中“贴模材料有阻碍流动”的假设，并引入参数来表示润滑条件对胀形件厚度分布的影响。据此计算了长梯形槽、圆台筒胀形件等的厚度分布，试验结果与理论预测相符。最后，还讨论了控制厚度不均的具体措施。     

镁合金摩托车手把管超塑胀形工艺研究

设计了一套镁合金管材胀形成形装置,对镁合金摩托车手把管的超塑性胀形成形进行了实验研究,并通过实验确定了镁合金管超塑胀形的成形工艺.其主要工艺参数为:成形温度340～370 ℃,胀形初始压力2.0～2.2 MPa,轴向压力1.0～1.5 MPa,随着胀形的进行,胀形压力分阶段逐步加载到10MPa.在此工艺条件下,成形出的管子尺寸精度高,壁厚均匀,无减薄现象.用超塑性胀形技术提高了镁合金的塑性成形能力,并实现了摩托车手把管的精密成形,提高了材料利用率,降低了成本.     

背压对AZ31镁合金板材快速气压胀形的影响

利用快速气压胀形实验,研究背压对AZ31镁合金轧制板材胀形时空洞体积分数、胀形高度和壁厚分布的影响。研究结果表明,在胀形温度为350℃的工艺条件下,胀形件顶部在无背压和加载背压时,空洞的比率分别达到了21%和16%。在相同的应变下,加载背压时获得的胀形件中的空洞比率小于无背压时的空洞比率。背压的加载,能有效降低板材中空洞的分布比率,提高板材的胀形高度,进而提高成形极限。     

超塑胀形唯象力学研究综述

此文对超塑胀形唯象力学研究作了较全面系统的回顾，对各文献的研究作了相应的分类和逐一地评述，进而指出了超塑胀唯象力学研究在理论和应用上存在的主要问题，为今后的相关研究指明了方向。     

TC4半环超塑正反胀形工艺研究

本文对钛合金半环的超塑成形技术进行了工艺研究。采用正反胀形方法来控制成形后半环的壁厚,并通过数值模拟手段,对壁厚控制的关键即正反胀形模具型面进行了优化设计,同时进行了试验验证。结果表明数值模拟数据较好的预测了超塑成形后的半环壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半环试验件的壁厚均匀化。该方法能够明显提高材料利用率和后续车加工效率,并降低制造成本。     

Ti-6Al-4V高能束焊对接板超塑性研究

通过单向热拉伸试验和超塑自由胀形试验研究了0．8mm厚Ti-6Al-4V激光焊接、真空电子束焊接和等离子弧焊接对接板在925℃的超塑性能。结果表明，激光焊和真空电子束焊对接板均具有良好的超塑性能，且前者略优于后者；等离子弧焊对接板单向拉伸不具有超塑性能，但可以进行超塑胀形。这和它们的输入能量密度有关，能量密度愈高，焊缝的冷却速率愈快，焊缝组织愈细，超塑性能也愈好。最后根据试验结果，采用有限元方法估算了这三种高能束焊接钛合金对接板的应变速率敏感性指数m值。     

超塑状态下拉深—胀形组合工艺研究

研究了在超塑状态下的拉深－胀形组合工艺，通过计算机合理控制压边力和气胀力，能有效地减少零件的变薄量，使零件壁厚变薄较均匀，从而实现了对变形量大的TC4钣件能够一次成形合乎要求的零件。     

工业铝合金汽车覆盖件的超塑成形研究

采用工业铝合金 5 1 82就一款汽车上的前挡泥板零件进行了超塑成形的试验研究。根据零件的形状特点确定使用超塑气压胀形工艺 ,并进行了模具型腔曲面设计和模具结构设计。应用数值模拟的方法对型腔曲面设计进行了优化 ,使预测出成形零件所需的变形量处在材料的变形能力之内。最终的成形试验结果表明 ,成形工艺和模具设计合理可行。     

半球形Al-Mg-Sc合金超塑胀形壁厚分布的有限元分析

应用MARC软件对半球形Al-Mg-Sc合金的超塑胀形进行仿真,分析了正反向超塑胀形对于半球形件壁厚分布的影响,以及不同深度的凹模对胀形结果的影响。结果表明,采用合理的正反胀形可以很好地改善成形件的厚度不均匀性,试验验证了仿真和试验结果比较吻合。