钛合金薄壁筒形件热强旋宏微观成形规律研究进展

钛合金薄壁筒形件是航空航天等重要领域迫切需要的高性能轻量化构件,强力旋压成形技术是实现该类构件整体化高性能精确成形的一种有效途径。然而,钛合金筒形件强旋是多场耦合、多参数作用下的多道次热成形过程,变形过程中极易产生隆起、喇叭口和破裂等宏观缺陷,且会诱发复杂的组织演化,改变组织形态与特征参数,进而影响筒形件的力学性能。为此,国内外学者针对钛合金薄壁筒形件热强旋宏微观成形规律开展了大量研究。本文从旋压变形规律与宏观缺陷的控制、强力旋压损伤破裂预测、钛合金筒形件热强旋的微观组织性能演变特征等方面综述了相关研究工作,最后总结了钛合金筒形件热强旋成形仍面临的关键难题与挑战。本文对认识和发展钛合金薄壁筒形件精确成形成性一体化制造技术具有重要指导意义和参考价值。     

薄壁构件淬火变形调控研究进展

薄壁构件淬火后容易产生变形,严重影响构件尺寸精度。因此,为了减小薄壁构件淬火不均匀变形,提高尺寸稳定性,综述了实现薄壁构件淬火变形精确预测的方法,探讨了淬火过程热力学本构模型的建立、材料热物性参数的确定以及淬火有限元的建模方法,分析了不同结构特点、材料特性、淬火方式和夹具约束方式对薄壁构件淬火变形行为的影响规律,总结了薄壁构件淬火变形调控方法,并阐述了当下面临的关键难题与挑战,最后预测了薄壁构件淬火变形的发展趋势,提出了多物理场作用下形性一体精确预测方法。本研究对认识和发展薄壁淬火变形调控技术具有重要的指导意义和参考价值。     

铝合金大型复杂薄壁壳体多道次旋压缺陷形成机理

铝合金大型复杂薄壁壳体旋压是多道次、多参数耦合作用下的复杂非线性过程,该过程中易出现反挤、鼓包、破裂等缺陷。采用实验和有限元模拟相结合的方法,分析这些缺陷的形成机理。结果表明,过大减薄率引起的旋轮前方金属隆起是导致反挤、鼓包、环状剥离及周向开裂的主因,过高的芯模转速会导致周向开裂和鳞状剥离等缺陷。提出了相应的缺陷防止措施,即采用24%以内的减薄率可以避免旋轮前方金属的严重隆起;限制芯模转速过高,以避免周向开裂和鳞状剥离等缺陷的发生。采用这些措施旋制出了合格的铝合金大型复杂薄壁壳体。     

低温钛合金管数控弯曲的回弹机理与补偿(英文)

采用数值模拟方法研究外径为85mm、壁厚为2.5mm(D85mm×t2.5mm)的大直径薄壁CT20钛合金管的回弹机理。结果表明,弯曲段内外脊线与中性层之间区域的中部卸载最严重,而中性层附近区域卸载最不明显,导致弯管内外侧部分区域回弹后出现反向加载,而弯管中性层附近区域出现明显的拉压应力集中区。研究了回弹角和回弹半径随弯曲半径以及弯曲角的变化规律,进而提出了一种同时考虑弯曲角和弯曲半径的回弹补偿方法,并通过实例验证了该方法是有效的。     

工艺参数对高温合金薄壁异型曲面件旋压成形质量的影响

研究了进给比、芯模转速、旋压温度和坯料直径对GH3128高温合金薄壁异型曲面构件热旋成形质量的影响。结果表明，在给定参数内，随着进给比的增大，壁厚减薄量减小，但起皱程度增大。随着芯模转速的增加，壁厚减薄量增大，但起皱程度减小。随着旋压温度的升高，壁厚减薄量呈现先增大后减小的趋势，而起皱程度呈现先减小后增大的趋势。随着坯料直径的增大，壁厚减薄量和起皱程度都呈现出逐渐增大的趋势。综上，在给定参数内，进给比、芯模转速和旋压温度3种参数对壁厚减薄量和起皱程度的影响规律均呈现相反的变化趋势，而坯料直径对起皱程度和壁厚减薄量的影响变化趋势一致，因此为了得到较小的壁厚减薄量和起皱程度，进给比、芯模转速和旋压温度应该取参数范围的中间值，而坯料直径可在满足成形要求的前提下取较小值，据此确定了最优的旋压参数组合。     

特大铝合金型材生产技术研究

介绍我国研究开发的世界首台万吨油压双动铝挤压机生产特大铝合金型材所涉及的关键技术 ,论述如何利用现代设计理念即采用理论解析分析和有限元数值模拟相结合的方法设计特大型铝型材挤压设备     

铝合金锥体喷管剪切旋压参数模拟与工艺试验

建立了锥体旋压有限元力学模型,确定了剪切旋压的边界条件。模拟结果揭示了剪切旋压的变形机理,得出三向压应力状态Pr>Pz>Pt。通过分析剪切旋压过程中等效应力、应变和壁厚的分布情况,确定了相对合理的工艺参数。并进行了实际旋压工艺过程试验,试验结果与有限元模拟结果接近。     

椭球封头冷拉深缺陷分析

起皱、局部壁厚过度减薄是封头冷拉深常见的缺陷,严重制约着拉深封头质量、成形极限的提高以及生产过程的正常进行。文章采用ABAQUS软件建立椭球封头拉深成形的三维有限元模型,并验证该模型的可靠性;发现了椭球封头拉深过程中易于出现的悬空区起皱和过度减薄两种缺陷,并分析了其形成机理,同时研究了工艺参数对缺陷产生的影响规律。研究发现,悬空区承受双向压应力区域的范围与周向压应力的大小对起皱影响明显,而切向拉应力对壁厚的减薄影响显著。增大压边力、摩擦系数和减小凹模圆角半径,可减小悬空区承受双向压应力区域的面积和周向压应力值,进而减小起皱的倾向,而过大的压边力、摩擦系数和过小的凹模圆角半径,则导致悬空区切向拉应力过大,可加剧壁厚的减薄。     

金属塑性成形三维有限元模拟软件3D - PFS的开发

金属塑性成形过程的三维有限元模拟仿真是否有效的关键在于快速适用的算法和有效的模拟系统.介绍了自主开发的三维刚塑性/刚粘塑性有限元模拟分析软件3D-PFs的组成及关键技术问题的处理,并给出了计算实例.结果表明:利用该系统可实现对体积和板料成形过程的模拟分析,获得成形过程中材料在模腔中的流动情况及成形规律,该系统是研究金属塑性成形的有效工具.     

Ti-3Al-2.5V钛合金管织构演变规律研究

各向异性是钛合金管的一种重要性能,宏观上通常用收缩应变比（CSR）进行描述,而在微观上则可以通过织构演变分析其变化规律。本文通过EBSD方法研究了Ti-3Al-2.5V管轴向拉伸过程中的织构演变,揭示了CSR与织构演变的内在联系。结果表明,随着轴向塑性应变的增加,钛合金管α相晶体的基轴从开始变形时的沿径向分布逐渐朝着周向方向偏转,然后稳定在与径向成45°左右的位置。另外,β相在轴向拉伸过程中也表现出了明显的择优取向。正是因为织构的变化导致了CSR先迅速减小,然后缓慢减小,最后趋于稳定的变化规律。考虑到α相密排六方晶胞的基轴取向在轴向上的分量,改进了简化的CSR- f （织构量化参数）模型。与实验结果的对比表明,改进模型与实验值符合得较好。