金属板材超塑性胀形工艺探讨与恒应变速率的微处理机控制

本文对金属板材TC_4钛合金在860℃高温下的超塑性胀形工艺作了力学分析,得出其各项参数变化规律,给出最佳加载的压力-时间变化曲线。用微处理机控制气压变化,使整个胀形过程中应变速率恒定,板材始终处于最佳超塑性变形状态。对不同材料的板坯,只要输入该材料的应变速率敏感指数和最佳应变速率等参数,就可自动实现各种材料最佳超塑胀形,获得壁厚均匀的良好制品。     

基于模糊神经网络的升温超塑性成形工艺参数优化

为了解决恒温超塑性成形工艺效率低的问题，本文提出了一种升温超塑性成形的新工艺方法，并用模糊神经网络对升温超塑性胀形成形的工艺参数进行优化，得出了优化后的TC4钛合金升温超塑性胀形成形工艺的加载曲线，利用优化后的成形工艺参数进行了某航空器用TC4钛合金薄板盒形件的升温超塑性胀形成形试验。试验结果表明：与恒温超塑性成形相比，此工艺可以显著地缩短成形时间，在本文试验条件下每个零件可以缩短成形时间10min，并可改善材料的成形性，获得厚度分布均匀（厚度分布不均匀率〈8％）的成形零件。基于模糊神经网络方法进行成形工艺参数优化的升温超塑性成形方法可在实际生产中应用。     

盒形件超塑成形过程中材料流动规律的数值模拟与实验

利用有限元软件MSC.Marc2010对钛合金盒形件超塑成形过程进行了有限元模拟,控制目标应变速率,得到优化的压力-时间曲线,并据此进行实验研究,沿实验曲线分别加载至6个不同的标定压力值(分别为0.5,1.0,1.5,2.0,2.3和2.5MPa)得到成形过程中的零件。测量6个实验零件的外形轮廓和厚度,并分别与相对应的模拟结果进行对比,验证实验与模拟的一致性,并分析整个成形过程中的材料流动规律,得出在自由胀形、底部贴模、充填圆角3阶段盒形件不同区域的应力、应变和变薄率分布,为复杂零件的超塑成形工艺的制定奠定了一定的理论基础。     

超弹性N形杆纯弯曲力矩理论建模和试验验证

为了使N形杆在空间结构中顺利展开,对其缠绕过程中的力学特性进行了分析。基于协变基向量法建立了纯弯曲条件下各向同性单片带簧在缠绕时应变能理论模型,并采用最小势能原理推导了弯矩的理论模型,然后通过拟合曲率推导了N形杆缠绕时的理论模型。研制了4根N形杆样件,并搭建了试验平台,使用数显式推拉力计分别对杆件在缠绕过程的拉力进行了5次测试,然后求出峰值力矩,发现试验值与理论值的偏差不大于8.83%,偏差平均值为2.813%,从而验证了理论模型的准确性。该研究可用来分析超弹性杆在纯弯曲状态下的峰值力矩,对超弹性杆在宇航空间中的应用具有重大意义。     

小半径弯管弯胀复合成形研究

为解决小半径弯管内侧起皱、外侧减薄的成形缺陷,提出了一种弯胀复合成形的方法。通过几何关系解析了初始弯曲半径和初始管坯直径与最终管径和最终弯曲半径之间的关系,确定了初始弯曲半径的取值范围。采用有限元与实验相结合的方式研究了不同初始弯曲半径对零件壁厚分布的影响,分析了胀形过程中零件弯曲处及直壁处的变形规律。最终发现:初始弯曲半径越大,零件的最终减薄越小,胀形过程中弯曲处内外侧发生均匀减薄,直壁处内侧减薄明显大于外侧减薄。     

钛合金TC4热应力校形的数值模拟

钛合金的屈服强度和弹性模量比值高,故其成形后回弹量大,成形的零件精度低,校形是解决钛合金成形回弹的有效方法.基于商用模拟软件Ansys建立了TC4钛合金高频感应热应力校形的控制模型,利用软件中LS-DYNA求解嚣,对钛合金热应力校形的过程进行模拟,得出了钛合金高频感应热应力校形中的一些规律和合适的工艺参数,并进行了相关实验验证工作.研究结果表明:所建立的高频感应热应力校形的控制模型得到的模拟结果与实验结果的一致性较好.     

基于数值模拟的超塑成形压力—时间曲线计算机辅助设计

确定压力随时间变化的关系曲线对于超塑成形工艺设计非常重要，本文在超塑成形压力计算时引入能量消耗控制策略，提出了一种压力－时间（Ｐ－Ｔ）曲线设计方法即恒能耗率法，实现了基于有际元数值模拟的超塑成形Ｐ－Ｔ曲线计算机辅助设计，文中对有关的压力控制算法及算式进行了较详细的介绍和推导，分别给出了半球壳自由胀形和圆筒形凹模约束成形过程的Ｐ－Ｔ曲线设计计算实例，并对计算结果进行了讨论，本文的研究拓宽了刚粘塑性有     

基于响应面法的超燃冲压发动机进气道多目标优化

基于响应面法进行了二维混合压缩超燃冲压发动机进气道的多目标优化研究.采用均匀试验设计确定试验方案,运用计算流体动力学求解进气道的性能.根据分析结果构造了响应面近似模型,该模型采用了完全二阶多项式模型.通过响应面近似模型的优化,实现了超燃冲压发动机进气道优化,得到了Pareto最优集.结果表明,采用均匀试验设计和响应面法可以大大减小数值模拟的计算量,提高优化效率.     

TC4复杂盒形件超塑胀形加载曲线优化控制

改进了商用有限元软件MARC的默认加载算法,超塑成形过程中改进的加载算法控制零件上应变速率最高的20个单元的平均值。对复杂形状的TC4盒形件超塑性成形过程进行了有限元模拟,获得了优化的压力p-时间t加载曲线和超塑成形零件的壁厚分布。根据加载曲线,进行了超塑成形实验,结果表明:模拟值与实验值吻合良好,且优化的加载曲线改善了成形零件的壁厚均匀性。     

航空导管先进成形技术的研究进展

针对航空领域对轻量化高性能复杂导管先进制造的迫切要求,系统综述了航空导管精确弯曲成形技术以及多通类导管精确成形技术。航空导管的弯曲技术主要包括常规导管的数控绕弯成形技术、三维导管的自由弯曲成形技术以及超小弯曲半径导管的充液剪切成形技术;多通类导管先进成形技术主要包括液压胀形技术以及T-Drill成形技术。本文从工艺原理、技术优势、发展趋势等方面对航空导管技术进行了系统的阐述和介绍。     

基于m值钛合金超塑性变形过程的计算机控制系统

通过PC、实验控制软件、DSP、灵敏传感器等组成控制系统对钛合金超塑性拉伸变形过程进行优化控制,以便获得更好的超塑性。讨论了m值法计算机闭环控制系统的原理和实验方法。结果表明,利用m值法计算机闭环控制系统对变形进行监控,TC11钛合金能够获得更显著的超塑性,能有效地找到一种材料最佳变形模式。     

钛合金的SRCI超塑性及其计算机优化

本文简略介绍了钛合金的应变速率循环诱发超塑性，并着重讨论了它的计算机优化的原理和实验方法。实验结果表明，未经细化处理的钛合金在应变速率循环的变形方式下具有比常规超塑性实验更显著的超塑性，而通过计算机优化可进一步挖掘材料的潜力，获得更为优良的超塑性。这一新的研究方法为探求超塑性的最佳变形模式开辟一条崭新的途径。     

TiAl基金属间化合物的超塑性研究现状

综述了国内外在TiAl基金属间化合物超塑性研究方面所取得的成就,内容包括超塑性力学性能及其影响因素。最后,对TiAl基金属间化合物超塑性成形的应用前景进行了展望。     

等应变速度的一种自控系统

目前,国内大多数材料试验机都比较陈旧,无等应变速度单向拉伸的自控系统。本文介绍一种在老的试验机上配置常规仪器、以进行等应变速度单向拉仲的系统。介绍此系统的原理、仪器的选择和调试方法,还结合超塑性拉伸试验对这种系统进行具体说明。此系统操作简单,成本低,能满足一般试验的精度要求。     

共析钢的相变超塑性扩散连接

根据高温扩散和空洞蠕变闭合理论，在恒温超塑性扩散连接基础上建立相变超塑性扩散连接数学模型，可确定各工艺参数，诸如循环上限温度、压力、循环次数以及升、降温速率等对连接的影响，作为选择合适工艺参数的依据。经过对T8共析钢相变超塑性扩散连接试验研究，证明该理论模型与试验结果吻合较好。     

铝合金的超塑性等温压缩试验研究

本文对供应状态的铝合金(LD5、LY12CZ、LC4)作了超塑性等温压缩试验。研究了晶粒度、变形温度、变形速度对铝合金超塑性的影响,並在实际产品上作了应用,取得了满意的效果。