葉片精鍛變形—傳熱—組織演變耦合的三維有限元分析.pdf

1、葉片是航空工業(yè)中一類量大面廣的重要零件之一.葉片精鍛過程是一個受諸多因素影響的復雜變形過程,在葉片精鍛過程中變形、傳熱和微觀組織演變之間存在著復雜的交互作用.微觀組織在很大程度上決定了葉片的質(zhì)量和宏觀機械性能,預測和控制葉片的微觀組織,對提高葉片的綜合機械性能具有重要的現(xiàn)實意義.為此該文采用能反映微觀組織演變對材料流動應力影響的本構(gòu)關(guān)系和Yada形式的微觀組織預測模型,實現(xiàn)TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析

2、,為合理確定葉片精鍛工藝和控制葉片質(zhì)量提供依據(jù).該文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:對TC4鈦合金葉片精鍛過程的有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析的關(guān)鍵技術(shù)問題處理方法進行了研究,在此基礎(chǔ)上,以本實驗室開發(fā)的3D-CTM系統(tǒng)為平臺,發(fā)展了葉片精鍛過程的三維剛粘塑性有限元變形—傳熱—微觀組織演變耦合分析系統(tǒng)3D-CDHTM (3-Dimensional Coupled Analysis of Deformation-Heat Transfe

3、r-Microstructure Evolution).利用3D-CDHTM系統(tǒng)對TC4鈦合金單榫頭葉片精鍛過程進行了三維有限元模擬分析,獲得了不同變形階段下典型截面的網(wǎng)格圖和等效應力、等效應變、等效應變速率、溫度場的等值線分布圖,從而揭示了單榫頭葉片精鍛成形規(guī)律.對TC4鈦合金葉片在不同變形溫度、變形速度、模具溫度和摩擦條件下精鍛成形時的微觀組織(晶粒尺寸和體積分數(shù))進行了預測,全面系統(tǒng)地分析了不同變形工藝參數(shù)對微觀組織的影響.并分析