數(shù)值模擬技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)零部件鍛造及熱處理過(guò)程中的應(yīng)用.pdf

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

2、曲線。在對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)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(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及鍛造載荷符合技術(shù)要求。鍛造工藝試驗(yàn)驗(yàn)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(jī)葉片冷輥軋過(guò)程三維有限元模擬的力學(xué)模型，對(duì)壓氣機(jī)葉片冷輥軋過(guò)程中的溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并且獲得了輥軋過(guò)程中的輥鍛力、輥鍛力矩以及軸向力變化曲線。對(duì)變形過(guò)程中產(chǎn)生前滑、側(cè)彎以及臨界變形的機(jī)

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

4、方式對(duì)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(guò)程，并且對(duì)錘鍛過(guò)程中模具的受力進(jìn)行了分析，給出了鍛造過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律、鍛造載荷以及模具的應(yīng)力分布。在此基礎(chǔ)上對(duì)模具型腔進(jìn)行優(yōu)化，給出了一種優(yōu)化的設(shè)計(jì)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(guò)程模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)壓氣機(jī)盤的