高強(qiáng)鎳基合金超薄壁筒脹形機(jī)理與工藝研究.pdf

1、由于薄壁管筒形零件具有重量輕,節(jié)省原材料、綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),在航空、航天、核電及國防核動力艦艇等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。因此,薄壁管筒形零件制造技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 脹形工藝是利用脹形介質(zhì)的作用,使薄壁管筒形零件內(nèi)部承受載荷而產(chǎn)生塑性變形,從而到達(dá)成形或?qū)崿F(xiàn)最終精度的目的。脹形工藝作為一項(xiàng)新興的薄壁管筒形零件成形與整形技術(shù),在變形機(jī)理和精度控制方面有待深入研究。本文選擇C-276鎳基合金超薄壁筒進(jìn)行剛性模脹

2、形,研究脹形過程中的薄壁筒尺寸精度的影響因素和形成規(guī)律;通過有限元分析,對脹形精度的影響因素進(jìn)行了分析和歸納;在正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精度預(yù)測模型;最后結(jié)合剛性模脹形實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了擬合公式的適用性和準(zhǔn)確性。
　　 本文首先對C-276鎳基合金進(jìn)行了高溫拉伸試驗(yàn),獲得了剛性模脹形研究所需的材料性能數(shù)據(jù);然后展開了剛性模脹形有限元模擬。有限元模擬結(jié)果顯示,剛性模脹形工藝可有效地改善薄壁筒形狀誤差、提高直徑精度。研究發(fā)現(xiàn):1

3、)脹形誤差率隨溫度升高而降低,溫度從25℃上升到500℃,脹形誤差率從0.028％降低到0.011％;2)脹形誤差率隨原始誤差率的增大而呈曲線上升趨勢,原始誤差率從0.1％增大到1％時(shí),脹形誤差率從0.004％增大到0.020％;3)脹形誤差率隨理論脹形率的增加而降低,理論脹形率從1％增大到10％,脹形誤差率從0.15％降低到0.012％。
　　 本文將脹形誤差率、脹形回彈率作為制品精度的主要評價(jià)指標(biāo),設(shè)計(jì)正交模擬試驗(yàn)。通過正交

4、模擬試驗(yàn)的極差分析得出:兩個(gè)因素間的交互作用對指標(biāo)的影響較小,可不作考慮:單一因素對指標(biāo)影響程度從大到小的循序?yàn)?理論脹形率、原始誤差率、溫度;鑒于溫度的弱相關(guān)性,為簡化脹形工藝,采用室溫脹形是最為合理的。
　　 在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立薄壁簡剛性模脹形誤差率、脹形回彈率預(yù)測模型,并擬合出了預(yù)測模型的輸入?yún)?shù)與輸出目標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系。最后通過實(shí)驗(yàn)研究,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與公式計(jì)算結(jié)果基