本文關鍵詞：IN718合金熱連軋過程流變應力模型研究

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【摘要】：航空航天工業(yè)的快速發(fā)展對IN718合金試件的使用性能及尺寸精度的要求越來越高。面心立方結構的IN718合金具有良好的塑性,高的合金化使合金在熱變形時具有高的變形抗力。熱連軋作為IN718合金的一種生產(chǎn)方式,具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量好以及成材率高等特點。但是,熱連軋過程中合金在各機架流變應力的大小直接影響軋制力的大小,需要得到重視。本文基于單道次和雙道次圓柱體單軸壓縮實驗所獲得的應力-應變曲線來構建IN718合金熱連軋過程的流變應力模型,以MSC.Marc大型有限元模擬軟件為平臺,采用熱力耦合的剛塑性有限元法建立了IN718合金熱連軋過程的有限元分析模型,并且利用Fortran語言對熱連軋過程的流變應力模型進行編譯并嵌入到有限元模型中。具體研究內(nèi)容如下:(1)實驗測得IN718合金的真應力-真應變曲線,分析應變速率、變形程度以及變形溫度對流變應力的影響,進而構建合金熱軋過程的流變應力模型。(2)基于IN718合金圓柱體單軸壓縮雙道次實驗結果,構建由于亞動態(tài)再結晶引起的軟化率模型。結合合金的流變應力模型和軟化率模型確立了合金熱連軋過程的流變應力模型。(3)基于剛塑性有限元法,利用MSC.Marc有限元分析軟件,綜合考慮熱連軋過程IN718合金的溫度場模型、流變應力模型、軟化率模型建立該合金熱連軋過程的熱力耦合分析模型。(4)根據(jù)數(shù)值仿真結果,選取軋件心部節(jié)點作為分析對象,研究IN718合金熱連軋過程中該節(jié)點等效應變、等效應變速率、等效應力以及軋制力的變化規(guī)律,分析不同軋制速度對軋制力的影響,對合金熱軋過程流變應力模型和道次間軟化率模型進行驗證。
【關鍵詞】：IN718合金 剛塑性有限元法 熱連軋 流變應力 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG335.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 高溫合金與IN718合金簡介9-11
• 1.2 有限元法簡介11-13
• 1.2.1 有限元法的分類11-12
• 1.2.2 MSC.Marc有限元軟件簡介12-13
• 1.2.3 基于MSC.Marc的剛塑性有限元法在軋制過程的應用13
• 1.3 熱變形過程材料高溫流變行為的數(shù)學模型13-15
• 1.4 熱變形過程材料的軟化行為15-17
• 1.4.1 動態(tài)再結晶模型15-16
• 1.4.2 亞動態(tài)再結晶模型16-17
• 1.5 材料高溫流變行為的實驗方法17-18
• 1.5.1 拉伸試驗17
• 1.5.2 扭轉試驗17-18
• 1.5.3 平面應變壓縮試驗18
• 1.5.4 圓柱體單向壓縮試驗18
• 1.6 研究的意義和內(nèi)容18-20
• 第二章 圓柱體單軸壓縮實驗20-26
• 2.1 實驗用原材料與實驗方法20-21
• 2.2 單道次壓縮實驗與分析21-23
• 2.3 雙道次壓縮實驗與分析23-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第三章 IN718合金熱軋過程流變應力模型26-43
• 3.1 IN718合金單道次流變應力模型26-33
• 3.1.1 單道次流變應力模型的回歸27-32
• 3.1.2 單道次流變應力模型的驗證32-33
• 3.2 峰值應變與臨界應變模型33-35
• 3.3 雙道次軟化率模型35-41
• 3.3.1 雙道次軟化率模型的回歸35-41
• 3.3.2 雙道次軟化率模型的驗證41
• 3.4 熱連軋過程的流變應力模型41-42
• 3.5 結論42-43
• 第四章 流變應力模型在數(shù)值模擬中的應用與驗證43-54
• 4.1 有限元模型的建立43-46
• 4.1.1 幾何模型的建立43-44
• 4.1.2 溫度場模型的建立44-46
• 4.1.3 有限元模型的建立46
• 4.2 軋制過程的數(shù)值模擬與軋制分析46-53
• 4.2.1 等效應變和等效應變速率變化47-48
• 4.2.2 等效應力變化48-49
• 4.2.3 軋制力預測與驗證49-50
• 4.2.4 軋制速度對軋制力的影響50-53
• 4.3 結論53-54
• 第五章 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 附錄60-61
• 在學研究成果61-62
• 致謝62

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本文編號：658454