本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金板材熱拉彎成形熱力耦合數(shù)值模擬研究

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【摘要】：鈦合金在室溫下進(jìn)行拉彎成形時,塑性性能較差,不易成形,而且成形后工件容易出現(xiàn)開裂或者回彈嚴(yán)重的現(xiàn)象,對其采用熱拉彎成形工藝可以解決上述問題。熱拉彎工藝主要是利用金屬在高溫狀態(tài)下塑性和延展性提高,而屈服強(qiáng)度降低的特性,首先將板料加熱到適合熱成形的溫度區(qū)間,然后通過機(jī)床夾鉗對其以一定應(yīng)變速率施加預(yù)拉力,之后板料在此預(yù)拉力作用下貼合模具。該工藝可顯著減小回彈,使開裂傾向減小,提高成形精度,降低零件的制造成本。因此對鈦合金板材的熱拉彎成形工藝的研究有很重要的意義。為了研究各工藝參數(shù)對成形質(zhì)量的影響規(guī)律,本文采用有限元模擬軟件ABAQUS對TC4鈦合金板材熱拉彎成形工藝進(jìn)行數(shù)值模擬研究。首先介紹了熱彈塑性基礎(chǔ)理論,對熱成形過程中的溫度場進(jìn)行了數(shù)值解析,闡述了能量傳遞的三種途徑并得到了導(dǎo)熱微分方程;對彈塑性變形過程中應(yīng)力場的基本理論進(jìn)行了論述;介紹了熱力耦合有限元分析方法,給出了熱力耦合分析時的基本方程以及溫度場和應(yīng)力應(yīng)變場之間的相互影響關(guān)系。然后對TC4鈦合金板材進(jìn)行了常溫及高溫下的拉伸試驗,研究了在不同應(yīng)變速率與溫度下材料的力學(xué)性能,得到了基本力學(xué)性能參數(shù)以及不同工藝參數(shù)對鈦合金板材拉伸變形行為影響規(guī)律,為鈦板的熱拉彎模擬提供材料屬性參數(shù),此外對鈦合金鈑金類零件熱成形工藝的發(fā)展和提高零件質(zhì)量有一定的參考作用。最后模擬了TC4鈦板熱態(tài)下的拉彎成形工藝,對鈦合金板材熱拉彎成形的變形情況進(jìn)行預(yù)測與控制,分析了成形溫度、預(yù)拉力、補(bǔ)拉力、摩擦系數(shù)、拉彎半徑、板材厚度等工藝參數(shù)對鈦合金板材熱拉彎件成形質(zhì)量的影響,得出了不同成形條件對鈦合金板材成形結(jié)果的影響關(guān)系,根據(jù)得出的變形關(guān)系可以采取模具補(bǔ)償?shù)却胧﹣砜刂苹貜椓?保證拉彎件的形狀、尺寸精度。本文的研究內(nèi)容為鈦合金熱拉彎件的生產(chǎn)起到了一定的參考作用,為鈦合金板材熱拉彎回彈的控制提供了理論方法,有一定的理論與實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1304482