TA15飛機(jī)隔框基于m值理論的高效超塑成形技術(shù).pdf

1、TA15合金屬于近α型鈦合金，既具備α型鈦合金良好的可焊性，又具備與α+β型鈦合金接近的工藝塑性，是綜合性能優(yōu)良的鈦合金，被廣泛應(yīng)用在航空航天方面，主要用來制造飛機(jī)隔框，起落架等構(gòu)件。
　　隔框零件具有高筋薄壁的特點(diǎn)，使鍛件難成形。怎樣使該鍛件成形容易、效率高并減小載荷是急需解決的問題。本文提出基于m值法的高效超塑成形方法，研究TA15合金飛機(jī)隔框的整體成形過程，采用有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM分析最佳工藝參數(shù)和探索成形時(shí)可能存

2、在的缺陷。
　　本課題在拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研究了TA15合金的超塑性本構(gòu)方程。在溫度850℃-950℃時(shí)，基于經(jīng)典的雙曲正弦函數(shù) Arrhenius本構(gòu)關(guān)系，用線性回歸法求出熱激活能216.7kJ/mol，并構(gòu)建本構(gòu)方程。通過檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)本構(gòu)方程存在一定的誤差，采用1stopt軟件修正，修正后的本構(gòu)方程精度較高，達(dá)到了99.3％，可以較好的表示材料熱力學(xué)參數(shù)和流動(dòng)應(yīng)力之間的關(guān)系?；?DEFORM-3D軟件的本構(gòu)方程模擬驗(yàn)證中，

3、顯示模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合，證明修正后的本構(gòu)方程較真實(shí)。
　　在隔框零件圖的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)資料，采用 UG軟件設(shè)計(jì)合理的冷鍛件和熱鍛件圖，考慮毛邊槽等形狀和尺寸之后，設(shè)計(jì)并繪制鍛模型槽。在隔框零件的坯料設(shè)計(jì)中，使用 DEFORM-3D軟件對(duì)初始毛坯優(yōu)化，分析模擬結(jié)果，改進(jìn)填充不滿和體積分布不均勻等缺陷后，確定最優(yōu)毛坯。采用模型設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)縮比隔框的鍛件圖，鍛模圖和最優(yōu)坯料，為三維數(shù)值模擬提供理論模型。
　　本文將建立并

4、修正過的TA15合金本構(gòu)方程作為材料模型，將實(shí)驗(yàn)確定的最佳溫度900℃作為成形溫度，將原始隔框鍛模圖和坯料圖作為三維模型，導(dǎo)入軟件DEFORM-3D中，對(duì)原始隔框的鍛造過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果顯示，與超塑性成形，等溫鍛造和常規(guī)鍛造等方法的成形載荷9051t，19708t和33001t相比，原始隔框采用高效超塑性成形法的成形載荷只需7233t，而且等效應(yīng)力，等效應(yīng)變小，成形效果好。同時(shí)成形時(shí)間比超塑性成形短，效率提高了近一倍。將高效超塑性成