葉片精密鍛造成形質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、在工程實(shí)際中，由于惡劣的工作環(huán)境，汽輪機(jī)葉片對葉片鍛件的質(zhì)量和性能要求非常高。傳統(tǒng)的葉片加工方法不僅材料去除率高、加工效率低，而且還不能滿足葉片的高性能要求。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，葉片精密鍛造成形技術(shù)逐漸代替了傳統(tǒng)的低效與高去除率的加工方式，并在很大程度上改善了葉片的力學(xué)與化學(xué)性能，提高了葉片的使用壽命。葉片精密鍛造成形技術(shù)在葉片加工中的廣泛應(yīng)用，使得對其成形規(guī)律及性能改善的研究成為了一門集多學(xué)科與一體的研究領(lǐng)域。但是由于汽輪機(jī)葉片曲面形

2、狀復(fù)雜、材料變形抗力大等的特點(diǎn)使得其在鍛造成形過程中的變形情況也極為復(fù)雜。
　　汽輪機(jī)葉片的鍛造成形過程是一種典型的非線性塑性變形，變形過程中由于鍛件內(nèi)部各部分金屬質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的不均勻性，使鍛件內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變與組織結(jié)構(gòu)等的分布也不均勻，從而使葉片材料的性能得不到充分的發(fā)揮。
　　對于以上提出的問題，本文主要通過以下工作對其進(jìn)行分析：
　　1)根據(jù)汽輪機(jī)葉片的特征，對葉片的鍛件尺寸、平衡角、飛邊槽、模具的分模等問題進(jìn)行了計(jì)算

3、與設(shè)計(jì)，然后根據(jù)計(jì)算與設(shè)計(jì)的結(jié)果用三維造型軟件UG建立了汽輪機(jī)葉片鍛造過程的三維模型。
　　2)建立了葉片精鍛數(shù)值模擬過程中的數(shù)值模型、并對鍛件進(jìn)行合理的網(wǎng)格劃分與對邊界條件設(shè)定，摩擦模型的確定及模擬步長的計(jì)算等關(guān)鍵性問題進(jìn)行了分析，保證了數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。
　　3)結(jié)合金屬的塑性成形理論，利用 DEFORM-3D針對葉片在不同摩擦條件、鍛壓溫度、鍛壓速度、飛邊槽結(jié)構(gòu)下的葉片精鍛過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，獲得了在成

4、形過程中各典型部位金屬質(zhì)點(diǎn)的等效應(yīng)力應(yīng)變、速度場等信息，通過對鍛造過程中各部位金屬質(zhì)點(diǎn)的等效應(yīng)力速度的分析，直觀準(zhǔn)確的描述了葉片鍛壓成形過程金屬質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)規(guī)律。
　　4)通過對葉身不同位置截面典型部位質(zhì)點(diǎn)的流線網(wǎng)格變化、應(yīng)力場及速度場變化的分析，對葉片成形過程中的質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究。
　　5)以影響葉片成形過程的不同工藝參數(shù)(鍛件初始溫度、模具預(yù)熱溫度、鍛壓速度、摩擦因數(shù))為變量對各工藝參數(shù)對葉片鍛件內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的影響進(jìn)