發(fā)布時(shí)間：2017-05-20 19:04

  本文關(guān)鍵詞：Ti-1023合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造過程的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航空航天工業(yè)的迅速發(fā)展,飛機(jī)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)效益和結(jié)構(gòu)完整性的綜合要求日益提高,這不僅給結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)而且給結(jié)構(gòu)件的選材提出了更高的要求,同時(shí)也對減少零件的制造成本提出了更高的要求。鈦合金由于是強(qiáng)度,密度,塑性和韌性的良好結(jié)合體,因而成為了航空航天工業(yè)的重要選材。 Ti-1023合金屬于亞穩(wěn)定近β型鈦合金,具有高強(qiáng)、高韌、高淬透性等特點(diǎn),而且它的相變溫度和鍛造溫度均較低,非常適合采用等溫模鍛方法制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。 本文在進(jìn)行大量等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,構(gòu)造出了以Z-H參數(shù)表征的Ti-1023合金本構(gòu)關(guān)系,所建立的本構(gòu)關(guān)系可以很好地反映Ti-1023合金熱態(tài)變形時(shí)的動(dòng)態(tài)行為。 在應(yīng)用Gegel所提出的穩(wěn)定性判據(jù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)造出了Ti-1023合金鍛造熱力參數(shù)穩(wěn)定區(qū),該圖的建立為定量地評估Ti-1023合金鍛件質(zhì)量及其鍛造工藝的優(yōu)劣提供了條件。 有限元數(shù)值模擬已經(jīng)逐漸發(fā)展成為研究鍛造過程的有效工具。本文使用大型鍛造專用軟件MSC.Superform對Ti-1023合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造過程進(jìn)行了模擬。研究了不同形狀的原始坯料對模具型腔的填充能力以及填充規(guī)律、鍛件內(nèi)的應(yīng)變分布均勻性、鍛件內(nèi)溫度場的分布規(guī)律。在總結(jié)三維數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了最優(yōu)坯料形狀。 最后,本文運(yùn)用QLF(Quality Loss Function)方法對所選擇的工藝方案進(jìn)行了定量評估。研究結(jié)果表明:采用不同的工藝方案成形所需的鍛件時(shí),以所設(shè)計(jì)的最優(yōu)坯料所成形的鍛件的組織和性能一致性最好。
【關(guān)鍵詞】：Ti-1023合金 等溫鍛造 本構(gòu)關(guān)系 三維數(shù)值模擬 復(fù)雜結(jié)構(gòu)件 鍛造熱力參數(shù) 質(zhì)量損失函數(shù)
【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】：2005
【分類號(hào)】：TG316
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 引言7-9
• 1.2 鈦合金等溫鍛造技術(shù)9-10
• 1.3 Ti-1023合金簡介10-13
• 1.3.1 Ti-1023合金的組織性能12-13
• 1.4 熱加工工藝中的有限元技術(shù)13-15
• 1.5 選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容15-17
• 1.5.1 選題依據(jù)15-16
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 Ti-1023合金本構(gòu)關(guān)系及其顯微組織演化規(guī)律17-29
• 2.1 引言17-18
• 2.2 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法18-19
• 2.2.1 試驗(yàn)材料18
• 2.2.2 試驗(yàn)方案18-19
• 2.3 熱力參數(shù)對Ti-1023合金流動(dòng)應(yīng)力的影響19-20
• 2.4 Ti-1023合金本構(gòu)關(guān)系的建立20-25
• 2.4.1 變形激活能Q及其求解方法20-22
• 2.4.2 Ti-1023合金的本構(gòu)方程的建立過程22-25
• 2.5 Ti-1023合金的顯微組織演化規(guī)律25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 第三章 Ti-1023合金的鍛造熱力參數(shù)29-38
• 3.1 引言29
• 3.2.金屬塑性加工過程的穩(wěn)定性判據(jù)29-32
• 3.3 Ti-1023合金鍛造參數(shù)穩(wěn)定區(qū)的建立32-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 復(fù)雜結(jié)構(gòu)件三維FEM模擬過程中的關(guān)鍵技術(shù)38-53
• 4.1 引言38
• 4.2 鍛造工藝三維FEM模擬中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題38-47
• 4.2.1 材料的本構(gòu)關(guān)系的描述方法38-39
• 4.2.2 模具曲面的數(shù)學(xué)描述39-41
• 4.2.3 接觸判斷41-44
• 4.2.4 網(wǎng)格生成和重劃分算法44-47
• 4.3 所采用軟件的介紹以及模擬中關(guān)鍵問題的處理47-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 Ti-1023合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造過程的數(shù)值模擬53-79
• 5.1 引言53-54
• 5.2 計(jì)算條件的設(shè)定54-56
• 5.2.1 材料特性的定義54-55
• 5.2.2 邊界條件的定義55-56
• 5.2.3 初始條件的定義56
• 5.3 鍛件毛坯設(shè)計(jì)理論依據(jù)56-57
• 5.4.平板毛坯模擬結(jié)果57-73
• 5.4.1 平板毛坯設(shè)計(jì)57-61
• 5.5.2 大頭臺(tái)階坯料模擬結(jié)果61-64
• 5.5.3 大頭局部臺(tái)階坯料模擬結(jié)果64-67
• 5.5.4 兩端臺(tái)階毛坯模擬結(jié)果及分析67-69
• 5.5.5 側(cè)面局部臺(tái)階坯料模擬結(jié)果及分析69-71
• 5.5.6 最優(yōu)坯料模擬結(jié)果及分析71-73
• 5.6 坯料變形均勻性評價(jià)73-76
• 5.7 復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造過程的溫度場76-78
• 5.8 本章小結(jié)78-79
• 第六章 鍛件質(zhì)量評估系統(tǒng)79-85
• 6.1 引言79
• 6.2 質(zhì)量損失函數(shù)的定義79-80
• 6.3 以鍛造熱力參數(shù)穩(wěn)定區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)的QLF評估方法80
• 6.4 不同坯料形狀的QLF評價(jià)結(jié)果與討論80-84
• 6.5 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90-91
• 致謝91-92

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張慧芳;BTi-62421S合金高溫變形行為及應(yīng)用研究[D];中北大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廖國防;航空接頭精密等溫鍛壓工藝仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2011年

2 胡加瑞;熱加工對TiC顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料組織與性能的影響[D];中南大學(xué);2011年

3 王學(xué)雙;Ta和Nb對高溫鈦合金組織和性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 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

5 沈昌武;TA15、TC11鈦合金熱變形材料本構(gòu)模型研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 賴運(yùn)金;鈦合金片狀組織演變機(jī)制與球化動(dòng)力學(xué)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

7 金莉;斷續(xù)加載面內(nèi)彎曲有限元模擬研究[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 王華;輥壓引伸復(fù)合成形工藝研究[D];中北大學(xué);2008年

10 柴國瑞;鋁合金內(nèi)腔筋筒形件擠壓過程數(shù)值分析研究[D];中北大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：Ti-1023合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造過程的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：382508