四层TC4舵面SPF/DB工艺研究

发布时间：2023-04-20 00:39

　　超塑成形/扩散连接(superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB)多层板结构因符合航空航天制件的轻质化,高强化,集成化要求,得到广泛的研究与应用。SPF/DB技术作为现代航空工业的先进制造技术之一,改变了传统的加工方式,能够成形出传统制造工艺无法或很难成形出形状复杂、比强度高的结构件,并节约制造成本。本文采用TC4钛合金材料以含预制块的舵面四层板结构作为研究对象进行热压工艺与超塑成形/扩散连接试验的组合工艺研究,。与常规多层板结构件相比,TC4钛合金舵面四层板结构增加了预置块,提高了结构件的连接性能和承力性能,同时增加了成形难度。本文首先利用MSC.MARC软件对试验件成形进行数值模拟,分析最佳条件下成形件的壁厚分布,并获得优化的压力-时间(P-t)曲线;根据模拟结果,进行成形模具的设计;在热成形/超塑成形机床上进行了面板的热压和含有预置块的舵面四层板结构件的成形试验;最后,对试验件扩散连接位置进行显微组织观察分析,重点研究了预置块关键位置和加强筋的扩散连接质量。面板热压试验表明:在720℃下,面板成形贴模情况良好;舵面四层板成形试验表明:...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钛合金SPF/DB组合工艺发展
        1.2.1 钛合金及SPF/DB应用现状
        1.2.2 钛合金SPF/DB工艺研究进展
        1.2.3 钛合金及SPF/DB组合工艺发展趋势
    1.3 超塑成形数值模拟技术研究进展
        1.3.1 超塑成形数值模拟技术研究现状
        1.3.2 超塑成形数值模拟技术发展趋势
    1.4 课题的意义和主要研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 主要研究内容
第二章 超塑成形/扩散连接技术理论研究
    2.1 超塑性
        2.1.1 超塑性定义和分类
        2.1.2 超塑性变形力学特性
        2.1.3 超塑性变形机理与组织特性
    2.2 超塑成形技术
    2.3 扩散连接技术
        2.3.1 扩散连接原理及特点
        2.3.2 扩散连接过程
        2.3.3 扩散连接工艺参数
    2.4 SPF/DB组合工艺
    2.5 超塑性成形最佳条件
    2.6 舵面四层板成形的主要技术问题
第三章 TC4四层板超塑成形/扩散连接数值模拟
    3.1 引言
    3.2 MSC.MARC
    3.3 有限元模拟方案
    3.4 四层板模拟设置
    3.5 模拟分析
    3.6 本章小结
第四章 热压工艺与超塑成形/扩散连接工艺组合模具设计
    4.1 模具材料选择
    4.2 模具结构设计
        4.2.1 热压模具结构设计
        4.2.2 四层板成形模具结构设计
    4.3 模具型面的确定及型面尺寸计算
    4.4 本章小结
第五章 舵面四层板的热压和SPF/DB试验
    5.1 引言
    5.2 试验设备
    5.3 试验材料
    5.4 面板的热压工艺试验
        5.4.1 热压工艺的试验准备
        5.4.2 面板的热压试验过程
        5.4.3 面板成形后处理
        5.4.4 热压工艺优势分析
    5.5 四层TC4舵面SPF/DB工艺试验
        5.5.1 四层板成形试验准备
        5.5.2 四层板SPF/DB试验过程
    5.6 结果分析
        5.6.1 表面质量分析
        5.6.2 扩散连接质量分析
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3794533