數(shù)值模擬技術(shù)在燃氣輪機零部件鍛造及熱處理過程中的應(yīng)用.pdf

1、本文采用有限元數(shù)值模擬的方法對重型燃機和航空發(fā)動機中某些零部件的鍛造及熱處理過程進行了研究，獲得了各種場量的分布規(guī)律，預測了成形過程中的缺陷，并且在此基礎(chǔ)上對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 采用熱力耦合剛粘塑性有限元法，對某重型燃機葉片的多工步鍛造全過程進行了三維數(shù)值模擬分析。通過有限元數(shù)值模擬，分析了葉片成形過程中的金屬流動規(guī)律，得到了鍛造過程中坯料內(nèi)部的溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場等熱力參數(shù)的場量分布以及載荷隨時間的變化

2、曲線。在對數(shù)值模擬結(jié)果進行比較分析的基礎(chǔ)上，本文給出了一種優(yōu)化的鍛造工藝方案。結(jié)果表明，優(yōu)化工藝條件下鍛件內(nèi)的溫度場、應(yīng)變場以及鍛造載荷符合技術(shù)要求。鍛造工藝試驗驗證了優(yōu)化工藝方案的可行性，并且在生產(chǎn)中得到了成功應(yīng)用。 建立了壓氣機葉片冷輥軋過程三維有限元模擬的力學模型，對壓氣機葉片冷輥軋過程中的溫度場、應(yīng)力應(yīng)變場進行了數(shù)值模擬，并且獲得了輥軋過程中的輥鍛力、輥鍛力矩以及軸向力變化曲線。對變形過程中產(chǎn)生前滑、側(cè)彎以及臨界變形的機

3、理進行了研究，同時模擬了不同毛坯設(shè)計準則對成形過程的影響，為壓氣機葉片冷輥軋過程毛坯和軋模的優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。 采用有限元數(shù)值模擬的方法，在計算機上虛擬實現(xiàn)了某TC4鈦合金安裝座的鍛造過程，通過對鍛造過程中鍛件的充型情況以及應(yīng)力場和損傷值的分析，對鍛造缺陷產(chǎn)生的機理進行了研究。在此基礎(chǔ)上對模具尺寸進行優(yōu)化，給出了一種最優(yōu)的型腔深度。鍛造工藝試驗驗證了優(yōu)化方案的可行性，并且在實際生產(chǎn)中鍛造出合格產(chǎn)品。 考慮了鍛錘加載

4、方式對金屬變形抗力的影響，采用有限元法模擬了TC6鈦合金卡環(huán)的錘鍛過程，并且對錘鍛過程中模具的受力進行了分析，給出了鍛造過程中金屬的流動規(guī)律、鍛造載荷以及模具的應(yīng)力分布。在此基礎(chǔ)上對模具型腔進行優(yōu)化，給出了一種優(yōu)化的設(shè)計方案，大大降低了鍛造載荷以及模具的應(yīng)力分布，為TC6鈦合金卡環(huán)錘鍛過程模具的優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。目前，優(yōu)化后的模具已經(jīng)成功應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。采用通用有限元軟件MSC．Marc結(jié)合用戶自定義子程序?qū)δ持匦腿紮C壓氣機盤的