面向钛合金叶片精锻变形均匀预成形设计的三维有限元反向模拟

以钛合金单榫头叶片为研究对象,对其精锻过程有限元三维反向模拟中需要解决的关键问题提出了相应的算法和处理技术,并对其精锻过程进行了三维反向模拟,获得了形状满足要求、变形均匀性有所提高的预成形毛坯,为其精锻工艺的制订提供了工程实用的科学依据。     

叶片成形反向模拟中关键问题的处理

本文针对应用上限元法反向模拟叶片成形过程时所偶到年体问题的处理，提出一系列算法，开发了叶片成形过程的上限元模拟系统。并应用该系统分析，确定了合理的叶片预制坯形状。     

预成形设计的新方法—反向模拟技术

一、引言在实际锻造生产中,大多数锻件的几何形状是相当复杂的。这些锻件,当用形状规则的毛坯(如圆柱体)直接成形(一次成形)时,锻出的锻件会出现严重的质量问题,如充不满、折叠、裂纹等缺陷。为保证获得高质量的锻件,在进行终锻前,必须进行一次或多次预锻。即预成形(performing)。预成形的目的是为了合理地分配金属,使金属在终锻时完全充满模腔,且又不出现缺陷。此外,还可以避免一次成形时变形力太大的问题,从而提高模     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

基于反向模拟的毛坯外形设计

毛坯外形设计是工艺设计的重要环节，它直接影响工件的成形质量，精确计算毛坯外形极其困难，目前尚无通用的方法，反向模拟结合了塑性变形理论和有限元技术，直接由工件算出毛坯，文中着重指出反向模拟与一般增量正向模拟的区别，对其应用于毛坯设计的原理作了阐述，并通过标准考题验证了方法的有效性，最后将其应用于一实际生产零件的毛坯外形设计。     

锻造过程的反向模拟及预成形设计

本文采用刚塑性有限元技术对截面为 H 型的轴对称锻件锻造过程进行反向模拟和其相关联的预成形设计,应用有限元基正向模拟技术验证反向模拟的预成形设计结果,并与无预成形工步(一次锻造)的锻造过程进行比较。     

基于有限元法的正反向模拟技术在链轨节锻造中的应用

锻造过程的预成形设计是提高锻造质量和降低产品成本的一个极其重要的方面,基于刚一粘塑性有限元法的正反向模拟技术能够从最终的锻件形状直接得出坯料的预成形形状,通过改善设计制坯操作来减少作为飞边的材料浪费。中介绍了覆带链轨节锻造的常规工艺,说明了目前覆带链轨节锻造中存在的问题,阐述了有限元法、预成形设计思想和正反向模拟技术以及它们在覆带链轨节锻造中的应用。     

锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综术了目前锻造成工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数据模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。     

TC4叶片超塑成形有限元模拟及其变形分析

采用二维刚粘塑性有限元模型对某钛合金叶片典型部位的变形过程进行了数值模拟,通过流线分析揭示了叶片典型部位的变形模式,通过应变和应变速率分析揭示了其变形的不均匀性。通过对比分析,指出该叶片成形过程不同部位等效应变相对差别达50％以上,应变速率的波动范围从10^-3s^-1到10^-2^s-1,提出应变差别和应变速率的差别可能对成形叶片的显微组织和力学性能存在一定的影响,并经试验进行了验证。     

金属塑性成形中的三维有限元模拟技术探讨

介绍了用于金属塑性成形中的有限元法,系统地讨论了有限元模拟中的关键技术,即几何模型的建立、单元类型的选择、网格的划分与重划分、接触和摩擦问题等技术,并结合实例说明了三维有限元模拟在金属塑性成形领域中的具体应用。最后,基于现存问题提出了自己的见解。     

Backward tracing simulation of precision forging process for blade based on 3D FEM

In order to obtain the desired final shape, the blade precision forging requires a reasonable preformed billet which can be obtained from a given final shape by using backward tracing scheme based on FEM. The key technologies of backward tracing scheme based on 3D rigid-viscoplastic FEM were explored, and some valid algorithms or methods were proposed. A velocity field was generated by combining the direct iterative method with Newton-Raphson iterative method, and then the initial velocity field of backward tracing simulation was achieved by reversing the direction of the velocity field. A new method, namely the tracking-fitting-revising method, was proposed and can be used to determinate the criterion of separating a node from die in the backward tracing simulation. The ceasing criterion of the backward tracing simulation is that all the boundary nodes are detached from dies. Based on the above key technologies, the 3D backward tracing simulation system for the blade precision forging was developed, and its feasibility and reliability were verified by forward loading simulation.     

有限元模拟技术在主体锻造工艺设计中的应用

采用Forge 2D/3D锻造有限元模拟软件,模拟和分析了大型锻件主体的锻造环境和变形过程;讨论了锻件温度、模具设计、锻造设备等因素对锻件成形的影响;分析了锻造过程中锻件应力应变、金属流动规律、缺陷预防、金属流线、锻件最终几何形状等因素;确定了下料重量、锻造能量、锻造火次、模具设计等锻造工艺设计中的重要参数,为实际生产中锻造工艺的制定提供了依据.     

基于六面体八节点单元的三维有限元数值模拟表面等值线的生成算法

论述了六面体八节点有限单元表面三维等值线生成的一种高效的算法,开发了三维等值线生成器,并将其与AutoCAD集成。将等值线生成器应用于自行开发的S-FORM3D数值模拟系统,该系统模拟生成的各种物理场量可以在AutoCAD中直接显示;同时应用该等值线生成器对DEFORM模拟结果进行处理,实现了DEFORM软件生成的等值线数据到AutocAD的数据传递。关键词三维有限元六面体八节点单元数值模拟等值线     

有限元法在冲压模具分析中的应用及展望

综述了国内外有限元模拟技术(FEA)的发展和在冲压成形领域中的研究状况和应用水平,着重介绍了在冲压模具应力应变分析、结构优化设计和尺寸精度控制方面采用有限元法(FEM)的现状。通过利用弹性有限元法进行冲压模具的应力应变分析,可以优化模具设计,在延长模具寿命、缩短模具开发周期、降低开发成本和提高产品质量等方面均可取得显著的成效。最后指出了FEM在模具分析中的研究和应用的不足之处,并对今后的发展方向提出了看法。     

有限元模拟技术在板带钢轧制中的应用

介绍了板带钢轧制过程中常用的有限元模拟方法的类型,及其近年来在揭示轧制力能参数、温度场、板形控制及板带轧制新技术和新工艺开发中的一些应用实例,并指出其存在的问题和发展前景。     

板料成形中有限元模拟技术的应用

使用传统的靠经验和反复修模试模的方法研发模具，不仅难以掌握板料成形的真实过程，而且会造成人、财、物、时的浪费。将有限元技术引入冲压成形模拟中是解决这一问题行之有效的方法，对板料冲压成形模拟进行了讨论，并重点介绍了Dynaform软件的应用。     

TA11钛合金叶片预锻过程三维热力耦合数值模拟

运用大型工程软件UG作为几何建模工具,设计并创建了预锻模具。针对不同的预成形毛坯,分析其形状、尺寸对成形效果的影响;讨论了成形过程中的充不满问题,为获得合格的叶片精锻件提供了合理的毛坯形状。采用有限元分析模拟软件Deform对叶片预锻成形工艺过程进行了热力耦合数值模拟研究。研究表明:随着摩擦系数的增大,材料流动性越差,塑性变形抗力加大,且摩擦热增加,温度的最高值升高,所以选用较小的摩擦系数0.1时更合理。通过将模拟结果和实际应用结果进行对比分析,得出模拟过程与实际生产过程相一致,从而说明模拟结果具有一定的合理性和实用性。