本文關(guān)鍵詞：葉片精鍛變形—傳熱—組織演變耦合的三維有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 葉片是航空工業(yè)中一類量大面廣的重要零件之一。葉片精鍛過程是一個(gè)受諸多因素影響的復(fù)雜變形過程，，在葉片精鍛過程中變形、傳熱和微觀組織演變之間存在著復(fù)雜的交互作用。微觀組織在很大程度上決定了葉片的質(zhì)量和宏觀機(jī)械性能，預(yù)測和控制葉片的微觀組織，對提高葉片的綜合機(jī)械性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此本文采用能反映微觀組織演變對材料流動(dòng)應(yīng)力影響的本構(gòu)關(guān)系和Yada形式的微觀組織預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析，為合理確定葉片精鍛工藝和控制葉片質(zhì)量提供依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 對TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析的關(guān)鍵技術(shù)問題處理方法進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上，以本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的3D-CTM系統(tǒng)為平臺(tái)，發(fā)展了葉片精鍛過程的三維剛粘塑性有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析系統(tǒng)3D-CDHTM(3-Dimensional Coupled Analysis of Deformation-Heat Transfer-Microstructure Evolution)。 利用3D-CDHTM系統(tǒng)對TC4鈦合金單榫頭葉片精鍛過程進(jìn)行了三維有限元模擬分析，獲得了不同變形階段下典型截面的網(wǎng)格圖和等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、等效應(yīng)變速率、溫度場的等值線分布圖，從而揭示了單榫頭葉片精鍛成形規(guī)律。 對TC4鈦合金葉片在不同變形溫度、變形速度、模具溫度和摩擦條件下精鍛成形時(shí)的微觀組織(晶粒尺寸和體積分?jǐn)?shù))進(jìn)行了預(yù)測，全面系統(tǒng)地分析了不同變形工藝參數(shù)對微觀組織的影響。并分析了不同變形工藝參數(shù)對載荷—行程曲線的影響。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金 葉片精鍛 三維數(shù)值模擬 耦合分析 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TG316
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新與貢獻(xiàn)6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鈦合金及其鍛造成形技術(shù)11-14
• 1.2.1 鈦合金的基本特性與應(yīng)用11
• 1.2.2 鈦合金的微觀組織與性能11-13
• 1.2.3 鈦合金鍛造成形13-14
• 1.3 葉片鍛造技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-15
• 1.4 數(shù)值模擬在葉片鍛造過程中的應(yīng)用15-17
• 1.5 熱鍛成形過程中微觀組織模擬的研究進(jìn)展17-20
• 1.6 選題的背景與意義20-22
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 剛粘塑性有限元基本原理及傳熱問題的數(shù)值分析方法23-39
• 2.1 引言23
• 2.2 基本假設(shè)與基本方程23-25
• 2.2.1 剛粘塑性材料塑性變形的基本假設(shè)23-24
• 2.2.2 剛粘塑性有限元基本方程24-25
• 2.3 剛粘塑性有限元法的變分原理25-26
• 2.4 三維剛粘塑性有限元求解方程26-33
• 2.4.1 三維剛粘塑性有限元求解列式27-31
• 2.4.2 Newton-Raphson求解列式31-33
• 2.5 塑性變形過程中傳熱學(xué)基本理論33-35
• 2.5.1 非瞬態(tài)傳熱問題的基本方程33
• 2.5.2 初始條件和邊界條件33-35
• 2.6 傳熱問題的變分原理和有限元求解列式35-38
• 2.6.1 傳熱問題的變分原理35
• 2.6.2 傳熱問題的有限元求解列式35-37
• 2.6.3 熱傳導(dǎo)方程的差分格式及解的穩(wěn)定性37-38
• 2.7 本章小節(jié)38-39
• 第3章 關(guān)鍵技術(shù)問題的處理和模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 初始速度場的生成39-41
• 3.3 收斂判據(jù)與減速因子的確定41-43
• 3.3.1 收斂判據(jù)41
• 3.3.2 減速因子的確定41-43
• 3.4 摩擦接觸邊界的處理43-44
• 3.5 傳熱邊界條件的處理44-46
• 3.5.1 對流和輻射邊界的處理44-45
• 3.5.2 變形體與模具接觸面上熱邊界條件的處理45-46
• 3.6 時(shí)間增量步長的確定46
• 3.7 塑性變形-傳熱-微觀組織演變耦合分析46-48
• 3.8 模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)48-49
• 3.9 本章小節(jié)49-50
• 第4章 葉片精鍛變形-傳熱-微觀組織演變耦合分析50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 有限元模型建立與模擬條件50-52
• 4.3 模擬結(jié)果與分析52-60
• 4.3.1 葉片變形過程52
• 4.3.2 葉片鍛造過程的三維場變量分析52-60
• 4.3.2.1 典型截面的網(wǎng)格變化52-54
• 4.3.2.2 典型截面的場變量分布54-60
• 4.4 葉片精鍛過程的載荷-行程曲線60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第5章 葉片精鍛過程的微觀組織預(yù)測64-75
• 5.1 引言64
• 5.2 組織預(yù)測模型與模擬方案64-65
• 5.3 葉片精鍛過程的微觀組織預(yù)測結(jié)果與分析65-73
• 5.3.1 典型截面的微觀組織65-67
• 5.3.2 工藝參數(shù)對微觀組織的影響67-73
• 5.3.2.1 變形溫度的影響67-69
• 5.3.2.2 變形速度的影響69-70
• 5.3.2.3 模具溫度的影響70-72
• 5.3.2.4 摩擦條件的影響72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和待發(fā)表的論文82-83
• 致謝83-84

【引證文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李曄;TC6本構(gòu)關(guān)系及葉片微觀組織模擬研究[D];沈陽理工大學(xué);2010年

2 于廣義;TA11二級葉片精鍛成形過程微觀組織的數(shù)值模擬[D];沈陽理工大學(xué);2011年

3 顧亞萍;基于熱力耦合模擬的帶阻尼臺(tái)葉片精鍛成形規(guī)律研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

4 王金呂;前軸精制坯輥鍛成形過程的數(shù)值模擬與優(yōu)化[D];南昌航空工業(yè)學(xué)院;2006年

5 姜曉輝;螺旋槳后槳半固態(tài)成形數(shù)值模擬及模具設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 歐新哲;金屬環(huán)件熱輾擴(kuò)宏微觀變形三維熱力耦合有限元分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

7 葉永南;AZ31鎂合金往復(fù)擠壓成形熱力耦合模擬研究[D];西安理工大學(xué);2007年

8 張杰剛;TC21鈦合金鍛造工藝的數(shù)值模擬研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

9 王中原;TC11一級整流葉片精鍛成形規(guī)律研究[D];沈陽理工大學(xué);2012年

10 王偉;核電材料SA508-3鋼非均勻熱變形實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];上海交通大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：葉片精鍛變形—傳熱—組織演變耦合的三維有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：371725