钛合金整体隔框等温成形局部加载分区研究

钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施和成形质量的关键,文章研究并提出了局部加载分区的总体原则,随后基于DE-FORM3D有限元软件,采用数值模拟方法研究了局部加载分区(大小、位置)对TA15钛合金整体隔框成形过程的影响规律。结果表明,局部加载分区对未加载区材料错移的影响是短程效应,合理的分区可有效控制未加载区材料错移和降低总体成形载荷;分区对材料总体变形量和变形均匀性影响不大;采用筋上分区有利于提高筋的充填性能并可避免毛刺的产生,从而可提高了过渡区成形质量。     

大型钛合金隔框锻件等温精密模锻试制研究

钛合金飞机隔框件往往具有窄筋薄腹板等非对称特殊复杂形状,非常适合于进行近无余量精密体积成形.本研究采用等温精密模锻工艺成功地试制出了Ti-1023合金大型隔框锻件,锻件成形质量良好,形状尺寸大为精化,可节约大量贵重原材料和机加工工时.锻件流线沿外形合理分布,显微组织细小均匀,力学性能优异.以钛代钢,零件减重约40%.     

TA15钛合金大型整框锻造成形数值模拟与实验研究

应用有限元软件DEFORM-3D对TA15钛合金大型整框零件锻造成型过程进行数值模拟分析,确定了合理的坯料形状尺寸,选择了合理的模锻工艺参数,形成了可行的整框模锻件的模锻工艺.对数值模拟结果进行了验证性生产试验.结果表明,采用模拟方法所确定的坯料所生产出的终锻件成形质量良好、工艺可行、模具设计合理,整框锻件产品性能稳定可靠.     

复杂形状钛合金热成形零件工艺仿真及参数优化研究

文章针对某型飞机复杂形状钛合金唇口零件的热成形工艺仿真,提出适当的简化假设,将热成形过程近似为普通冲压,使冲压分析数值模型方便应用于热成形分析中。以eta/DYNAFORM为平台,对TC2钛合金唇口零件的热成形过程进行了数值分析,通过模面设计、毛料形状与成形温度、压边力等工艺参数的优化,试冲获得了满意的成形结果,并指导实际生产。将计算结果与实验对比,计算结果较准确地预测出了实验结果,验证了数值分析方法的实用性与准确性。     

钛合金斜盘模锻成形工艺

通过对钛合金斜盘的结构特点和材质性能进行分析,提出钛合金斜盘模锻成形工艺;介绍了钛合金斜盘模锻工艺流程、热处理规范以及工艺要求,并进行工艺试制和应用.实践证明：合理制定工艺流程和热处理规范、优化毛坯结构以及加强过程质量控制,采用模锻成形工艺是可以锻造出复杂、弯曲类钛合金斜盘毛坯.     

钛合金大型航空结构件等温锻造工艺设计

以飞机发动机机舱位置使用的钛合金加强框为研究对象,在分析加强框结构的基础上,确定锻造温度、模具材料及锻造设备,并通过DEFORM-3D软件,对加强框的等温闭式模锻成形过程进行模拟,通过模拟与分析,对坯料与工艺参数进行优化。最终得出结论:使用不等厚坯料,在锻造温度940℃,压下量为0.05 mm/s的条件下,锻件无缺陷、变形均匀、质量最佳。     

钛合金等温锻造工艺优化研究

将有限元模拟技术和神经网络理论相结合,建立了钛合金等温锻造工艺设计的优化系统,实现了CAD-CAE-优化-CAD的循环,在循环过程中,CAE对CAD产生了数据反馈.将FEM模拟结果作为初始数据导人优化系统,作为ANN的训练参数,利用训练好的神经网络对设计做出预测,循环系统不断运行直至得到良好的结果.利用该优化系统能获得像顶级专家主持一样的优良效果,使得设计过程在时间和效果上都得到提高.     

钛合金叶片成形工艺及优化

以钛合金叶片为研究对象,分析了不同成形工艺下材料的力学性能和组织变化。结果表明,通过顶锻、一次等温预锻、二次等温预锻及终锻工艺制备的合金性能最优。     

汽车面罩框成形中工艺切口设计

汽车面罩框零件具有大的结构孔,成形时金属流动比较复杂.通过数值模拟方法分析发现,零件产生破裂的原因主要是外部起皱引起的破裂及内部胀形引起的破裂,通过合理调整拉延筋和开设工艺切口解决零件破裂问题,由于工艺切口开设的不确定性,需合理开设工艺切口的位置及大小,同时避免工艺切口处的径向撕裂,最终在实际生产中得到合格零件,验证了...     

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。     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

丁字臂锻件工艺改进数值模拟

以丁字臂锻件为研究对象,分析其工艺性,基于DEFORM有限元数值模拟软件进行有限元仿真,找出丁字臂成形存在的问题,改进传统工艺方案,优化毛坯。由模拟结果知,只用平砧拔长杆部,拍扁大头部的方案不能得到满意的结果,而在平砧拔长拍扁后增加一道用胎膜拔长中间部分的工序可以获得很好的模拟结果。     

大型TC18钛合金棒材多火次锻造过程的织构演变模拟

使用了一种多尺度耦合的方法来预测织构。首先采用宏观有限元方法,模拟了TC18钛合金棒材在接近实际工艺条件下的多火次锻造过程,并得出了在锻造过程中棒材芯部与边部的等效应变及剪切应力σ_XY分布不均匀的特征。然后,通过宏观有限元模型与介观粘塑性自洽模型（VPSC）多尺度耦合的方法模拟得到了锻造过程中棒材芯部和边部织构的演变情况。结果表明,六方锻造方式使棒材芯部由｛110｝<112>织构过渡到｛111｝<110>织构,并由｛110｝<110>织构过渡到｛111｝<110>织构。整个锻造过程中即是｛111｝型织构与｛110｝型织构相互转变的过程。这种过渡织构在极图中呈现出类似于剪切织构的特点,经分析：这种织构并非是剪切织构,而是锻造过程中由六方锻造方式和｛110｝、｛111｝型2类织构间的相互转变共同作用下形成的。经过棒材的形变过程,边部形成了｛100｝和｛111｝型2种织构。通过对比发现,六方锻造方式不仅不易生成｛100｝型织构,而且有利于｛100｝型织构的减弱和消除。拉伸试验结果表明,六方锻造样品的力学性能均达到标准要求。     

复杂结构钛合金机翼的等温锻造试验研究

Ti-6Al-4V合金是应用于航空和汽车工业领域的关键结构件,但是它硬度高,难加工,价格昂贵,且大尺寸毛坯时材料利用率很低,采用传统加工方法很难满足现代制造的需求。本文针对Ti-6Al-4V机翼,采用铅模拟实验优化了合理的锻坯形状,并引入了一种闭式等温锻造工艺,研究了等温锻造Ti-6Al-4V机翼的成形能力、机械性能和工艺参数等性能。结果表明：与传统加工的钛合金机翼相比,等温锻造机翼显著的改善了零件的机械性能,材料利用率从13%提高到50%;在950℃的等温锻造温度下,Ti-6Al-4V基体内片状α相逐渐转变为β相,而当锻造温度为900℃时,这种相变效果呈减弱趋势。     

刮板锻造成形工艺的模拟研究

针对刮板锻造成形进行工艺分析,确定合适的分模面。利用有限元软件对刮板的2种制坯工艺方案模拟,确定合理的制坯工艺。选用不同尺寸的坯料,模拟分析金属流动情况、应力应变分布、成形载荷等,确定最优坯料,提高材料利用率。     

王字形结构件等温模锻数值模拟

王字形结构件热模锻会出现背面中心凹陷和应力激增的缺陷。提出等温模锻的成形方案,同时在筋板对应凹模处开设3mm宽的窄槽对多余金属进行分流。利用有限元分析软件获得等温成形中3个不同阶段的等效应力、等效应变,分析了金属流动规律。研究表明,此工艺用于王字形结构件的成形,在保证成形质量的同时,可有效避免热模锻所带来的缺陷。     

钛合金热处理工艺仿真研究进展

本文综述了近年来国内外关于钛合金热处理工艺的基础理论、数值模型与仿真应用的进展情况。对热处理过程中微观组织演化与力学本构建模基础研究近况进行分析,并对热处理工艺仿真在钛合金中的应用进行介绍,分析热处理仿真过程中所存在的难点,对未来发展方向提出了展望。     

基于热加工图的钛合金整体叶盘锻造工艺优化方法

通过TC11合金的热模拟压缩试验,计算得到了合金的应变速率敏感性因于,建立了该合金的热加工图,并提出了基于热加工图的钛合金整体叶盘锻造工艺优化方法.利用此方法对TC11合金叶盘的锻造工艺进行了优化.采用有限元数值模拟及实验对优化方案进行了验证.结果表明优化的工艺是合理的,可得到双相组织,满足整体叶盘的性能要求.     

钛合金筒形件真空热胀形壁厚效应的数值模拟

建立了钛合金筒形件真空热胀形的二维非线性热力耦合有限元模型。使用有限元软件MSC-Marc对钛合金简形件真空热胀形过程进行数值模拟。计算了钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场，并进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对真空热胀形过程中钛合金筒形件壁厚效应进行数值模拟，讨论了一定工艺条件下钛合金筒形件壁厚与弯曲角度、胀形量和残余应力之间的关系，为实际生产中制定和优化钛合金筒形件真空热胀形工艺参数提供理论与实践依据。