TA2鈦合金筒形件拉深成形過程有限元模擬研究.pdf

1、鈦合金具有獨特的性能而在航空航天等領域得到了廣泛的應用。鈦合金筒形件是應用很普遍的零件，但其成形過程還存在一些問題。筒形件是通過拉深成形的，拉深成形獲得較大引深尺寸的典型板料成形工藝。隨著計算機技術的不斷進步以及有限元技術的不斷發(fā)展，近年來發(fā)展了用有限元法對板料成形過程進行計算機模擬分析的新技術，采用有限元法可以預測板料成形過程中的應力、應變分布，以及載荷分布；也可以模擬成形過程中的起皺、破裂及隨后的回彈等現(xiàn)象；可以比較準確地分析各種工

2、藝參數(shù)對成形過程的影響，可以降低成本、縮短周期。本文詳細闡述了板料成形有限元數(shù)值模擬的基本原理，采用數(shù)值模擬的方法對TA2(工業(yè)純鈦)筒形件拉深成形過程進行了深入的研究，主要研究內(nèi)容和結果如下： 研究了TA2筒形件的拉深成形過程，建立了符合實際的拉深成形過程有限元力學模型，并對模擬中的一些關鍵問題(材料模型選擇、接觸處理、自適應網(wǎng)格技術)進行了處理。 對無壓邊圈情況下拉深成形的五個因素(凹模入口圓角、凸凹模間隙、模具與板

3、坯之間潤滑系數(shù)、凸模圓角、坯料直徑)進行了有限元數(shù)值模擬正交試驗，提出了采用成形后板坯最大厚度與最小厚度之差△t的概念來作為描述零件成形結果的評價標準，且論證了采用該評價標準的合理性。對試驗結果進行了直觀分析和方差分析，得出了各因素對拉深成形過程的影響次序及顯著性。 對于拉深過程中，可能出現(xiàn)的模具缺陷即凸凹模不同心和凹模與板坯間的潤滑不均勻進行了模擬，得出了這兩種情況對于拉深過程及拉深件缺陷起皺、裂紋的影響規(guī)律。 對于板

4、坯的三種形狀(圓坯、方坯、八角坯)在相同的工藝條件下的成形過程進行了有限元模擬分析，得出了各種板坯形狀對于拉深成形過程的影響規(guī)律。當板坯在拉深成形前存在缺陷時，例如板坯在預加工過程產(chǎn)生劃痕或是豁口、小裂紋時的拉深成形過程進行了模擬分析，得出了這些缺陷都會使最終成形件產(chǎn)生裂紋。模擬了當板坯出現(xiàn)硬物撞擊引起的鼓包時拉深成形過程，對鼓包在各個位置時對于拉深成形過程的影響進行了分析，得到了鼓包在各個可能位置時對拉深成形過程的影響規(guī)律。