TC4钛合金锻件锻造过程数值模拟和工艺优化

利用刚(粘)塑性有限元法对某TC4钛合金锻件的锻造过程进行了数值模拟.分析了变形过程中锻件的变形情况以及应力场和损伤值的分布,进而对变形过程中出现的裂纹、折叠等锻造缺陷的成因进行了数值分析.对修改下模型腔尺寸后锻件的变形过程进行了模拟,得出了最佳工艺尺寸.     

应用基于FEM和响应面法预成形设计提高航空锻件变形均匀性(英文)

将有限元法(FEM)和响应面法(RSM)方法相结合,提出了以提高锻件内变形均匀性为目标的预成形优化设计方法。考虑到等效应变分布对变形均匀性的影响,建立了新的表达式以评价锻件内的变形均匀性。为了减少设计变量个数,采用区域分解法确定优化设计变量。在有限元数值模拟结果的基础上,应用RSM方法建立了近似模型以描述响应(变形均匀性以及模具填充情况)与设计变量(预制坯几何参数)之间的关系。以典型的航空发动机盘为例,应用本文提出的方法得到了设计变量的最优组合。原始预制坯形状与最优形状两种情况对比结果表明,采用优化后的预制坯形状得到的锻件其变形均匀性更好。     

用刚粘塑性有限元法分析叶片精锻时的金属流动和变形组织

本文依据现行生产的某航空发动机压气机二级叶片的有关数据,采用刚粘塑性有限元法对叶身截面的成形过程进行了模拟,得到了纯铅和TC4钛合金两种材料在不同工艺条件下的金属流动和应变分布的规律,讨论了摩擦条件和毛边桥尺寸对金属流动的影响比较了锻件内不同区域的应变量所对应的组织。计算网格与实验网格比较基本吻合。     

基于特征的锻件分类及特征有限元法

综合分析锻件后引入特征技术并归纳锻件的形状及变形特点 ,提出了锻件特征概念并给出锻件形状特征的一般定义和构成 ;采用面向对象技术表示特征 ,提出了锻件特征类的概念模式和具体的参数化数据模型 ;针对有限元分析中复杂多变的约束条件和载荷状况两个关键性因素的表达 ,提出特征类的关联思想。在基于特征的锻件分类基础上 ,把锻件变形归纳为“挤”或“压”两种特征元 ,提出了采用基于特征的有限元法 ,并综合自适应FEM、并行FEM、智能型FEM共同求解大型复杂锻件的变形模拟问题。     

中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司

万众一心航空报国中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司是中国重要的专业化航空锻件生产基地,拥有800MN、200MN大型模锻压机、1MJ对击锤、45MN、16MN快锻机等航空模锻件装备。具有完善的航空锻件设计制造能力,在产品锻造设计、技术工艺、热处理、理化检验及模具加工制造等方面,处于国内领先优势。优秀的研发团队、完善的质量保证体系以及40多年的航空锻件专业化制造经验,能够为航空、航天、能源、舰     

万众一心 航空报国

正中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司是中国重要的专业化航空锻件生产基地,拥有800MN、200MN大型模锻压机、1MJ对击锤、45MN、16MN块锻机等航空模锻件装备。具有完善的航空锻件设计制造能力,在产品锻造设计、技术工艺、热处理、理化检验及模具加工制造等方面,处于国内领先优势。优秀的研发团队、完善的质量保证体系以及40多年的航空锻件专业化制造经验,能够为航空、航天、能源、舰船动力等行业提供优质模锻件。立信共荣,厚德载物,我们期待与您携手共进。     

TC4合金叶片热模锻过程的数值模拟

文摘为了生产出质量合格的叶片,针对TC4合金叶片的成形特点,为其制订了相应的热模锻成形工艺。同时采用基于有限体积的材料成形模拟技术,对TC4合金叶片热模锻过程进行了模拟,分析了坯料成形过程中的充填情况、应变场、应力场及终锻温度场的分布规律。模拟结果表明:锻件轮廓清晰,模具型腔充填完整,未出现充不满或折叠等锻造缺陷。实际生产出来的叶片经理化检测和外观检查,质量符合要求,制定的工艺方案合理,可以满足TC4合金航空风扇转子叶片的成形质量要求。     

航空锻件热处理标准分析及讨论

针对热处理加热设备、加快温度、保温时间等问题,对相关GJB、HB及美国AN规范、英国RR规范进行了分析,讨论了航空锻件热处理工艺中确定加热设备、加热温度、保温时间的方法,以便更准确解标准、技术协议及相关技术条件要求,为航空锻件热处理工艺的制定和过程控制提供了一些帮助,提高航空锻件热处理工艺质量.     

压气机树脂叶片注塑模具型腔反变形优化技术

针对航空发动机低转速研究用压气机试验台所用树脂叶片注塑成型控型的难题,提出并研究了树脂叶片注塑模具型腔反变形优化方法.首先,基于反变形原理,建立模具型腔反变形优化数学模型;通过数值模拟得到叶片注塑位移场,进而对模具型腔进行优化;最后,通过仿真实验验证,所提优化方法可有效提高压气机验证叶片的制造精度.     

基于解耦计算的多步快速成形有限元法

钣金零件是构成飞机机体和汽车车身的重要零部件。为缩短钣金件的生产周期,将有限元法用于零件设计初期评估零件的可制造性。为提高现有板料成形有限元法的计算效率,同时保证模拟精度,在一步快速成形有限元法的理论基础上,研究多步快速成形有限元法,通过引入中间构形的方式来考虑板料成形过程中加载路径与变形历史的影响。中间构形的构造是多步快速成形有限元法的关键,采用解耦思想将中间构形分解为弯曲变形和拉伸变形两个独立的过程进行计算。在弯曲变形阶段,不考虑材料的流动,根据板料与模具之间的位置关系计算获得滑移约束面;在拉伸变形阶段,材料的流动限制在滑移约束面上,通过应力平衡迭代以及节点修正后获得中间构形。以典型的钣金零件为例进行成形模拟,与现有商业有限元软件在计算精度和效率上进行对比,验证了该算法的可行性和有效性。结果表明,所提出的算法能够快速地构造出合理的中间构形,且能够准确地预测零件的成形性和厚度分布。     

锤锻件精度和设备能量的探讨

锻件的尺寸精度是衡量锻件质量的一项指标,而影响锻件精度的因素除了模具的设计、制造和锻造工艺参数之外,设备能量大小也是影响精度的重要因素.本文通过摩擦压力机精锻叶片的试验研究、讨论设备能量对锻件精度的影响,供模具设计者和设备使用者参考.     

ECAP条件下纯铝的应变行为模拟研究

利用MSC.MARC软件对铸造常态纯Al在ECAP条件下的大变形行为进行了初步的模拟计算工作。通过模拟,可以确定以MARC来模拟材料的力学行为是可行的,关键是材料模型的设计;MARC的模拟结果是可信的。对直角ECAP模具的模拟结果表明,大的剪切应变主要发生在模具的直角拐角附近;且偏向于出料口;下直角处的剪切应变要明显大于他处;最大剪切变形量的连线与底面近似成 45°。     

TA15钛合金大锻件两种模锻工艺的组织性能对比研究

采用相同规格TA15棒材分别利用800MN模锻压力机、1MJ对击模锻锤制备同种形状钛合金大型航空模锻件,对两种模锻条件下的锻件组织及力学性能进行了对比研究。结果表明:800MN制备的锻件塑性流线分布好,每火次变形量大、变形速率低,比1MJ锻件再结晶晶粒尺寸小、等轴初生α相比例高且颗粒更加细小,室温、500℃高温拉伸性能以及冲击韧性和断裂韧性均有所提高。     

GH4169合金直接时效锻造过程的数值模拟

直接时效（DA）锻造工艺已成为生产GH4169合金涡轮盘锻件的基本方法之一。但实施DA锻造工艺时,锻造过程的各个环节要求严格控制,而且要有足够吨位的设备。参照在压力机上实施DA工艺的终锻过程,用有限元变形-传热耦合分析方法对直径520mm和高度190mm的GH4169合金坯料在不同情况下的镦粗过程进行了数值模拟。大量计算结果表明,在压力机上实施DA锻造工艺时,为了获得优质GH4169合金涡轮盘锻件,应合理确定压力机滑块速度,尽可能改善润滑情况及适当提高模具预热温度。对于GH4169合金涡轮盘锻件,采用等温DA锻造工艺可能是最佳的选择。研究结果对于在国内的生产条件下实施GH4169合金DA锻造工艺具有指导作用。     

TA15钛合金支臂近等温锻造工艺

TA15钛合金支臂是某机承力构件,采用近等温锻造工艺,将近等温锻造成形技术应用于TA15钛合金支臂难变形合金外形复杂锻件生产,通过控制模具温度在坯料加热温度以下某一范围内,避免锻造过程中温升并使坯料处在较高塑性区,有效降低材料流动抗力,提高锻件组织均匀性、一致性,生产出组织性能合格锻件.     

应用基于FEM的预成形最优化方法提高锻件变形均匀性

锻件变形分布不均匀将导致锻件各部位的组织和性能产生很大差异。应用基于正向有限元数值模拟和最优化方法进行坯料预成形设计的新方法,可显著提高锻件各部位的变形均匀性。首先介绍了以提高锻件变形分布均匀性为目的的坯料预成形最优化方法的基本原理,并针对典型的IN718合金涡轮盘锻件进行了坯料预成形设计。给出了预成形坯料与普通圆柱坯料的对比结果,并进行了相应的试验验证。结果表明,应用这种方法对IN718合金涡轮盘锻件进行坯料预成形设计,可使盘锻件各部位变形均匀性明显改善。     

航空锻造技术的应用现状及发展趋势

随着航空产业的不断发展,对航空装备极端轻质化与可靠化的追求越来越急迫,对材料和锻件的性能要求(如比强度、强韧性)也越来越高.钛合金、高温合金等材料的应用日益广泛,以航空工业为例,F-22和F-35飞机钛合金用量已分别高达39％和27％,先进航空发动机中高温合金和钛合金锻件重量占发动机总结构重量的55％～65％[1].而高温合金、钛合金属于难变形材料,即加工参数范围狭窄、变形抗力大、组织性能对加工过程十分敏感.所以锻造技术在航空制造领域的应用相比其他工业领域难度较大.     

Rene‘95粉末高温合金盘件等温锻造过程的计算机模拟

采用大变形刚粘塑性有限元法模拟Ｒｅｎｅ′９５粉末高温合金盘件等温锻造过程，揭示了整个变形过程中材料的流动、充填规律，给出了不同变形时期的应变分布；指出模拟式设计是今后锻造过程设计的发展方向。     

离合器式螺旋压力机打击特性和锻造过程数值模拟

对离合器式螺旋压力机的力能关系进行系统分析,以阐明其打击特性,进而建立了压力机打击力与工件变形功之间的数学模型。在有限元通用软件的基础上,应用所建立的数学模型对离合器式螺旋压力机上进行的IN718盘件模锻过程进行了有限元数值模拟,并与相关试验结果进行了对比。结果表明,所建立的模型可精确描述离合器式螺旋压力机在锻造过程中的运动学和力能特性,可精确预测锻件变形工艺力、变形功及压力机的打击力,为科学制定此类设备上的锻造工艺和有效控制锻件质量奠定了一定的基础。     

TC11钛合金压气机叶片锻后冷却过程瞬态温度场的数值模拟与试验研究

运用二维有限元法和试验方法,模拟、分析了TC11钛合金压气机叶片锻后冷却过程的传热现象,得到该叶片各个翼形截面上瞬态温度场的时变特性和分布规律.模拟结果为解决该类叶片锻后冷却过程翘曲变形提供了可靠依据.