某飞机用钛合金连接框锻造工艺设计及仿真模拟分析

发布时间：2021-02-18 13:22

　　钛合金连接框位于飞机发动机与机翼之间,常年承受飞机振动载荷以及噪声载荷,是飞机上的重要部件之一。连接框由于其锻件形状复杂,截面形状变化大,在生产中容易出现充不满、折叠、穿流、变形不均匀等缺陷。本文以钛合金连接框为研究目标,针对试制过程中出现的填充不满、飞边不均匀、预锻生产不稳定等问题提出了新的连接框锻造成形工艺,并将新的锻造方案投入到了实际生产中,本文的主要研究工作如下:（1）本文首先对连接框产品零件特点进行了分析,接着结合实际生产情况分析了连接框试制方案中存在的问题。通过分析发现试制方案中存在锻件辅料过多、预锻充填不满、预锻飞边分布不均匀、制坯尺寸一致性差、生产稳定性不高等问题。由于该产品今后的订单较多,因此,该试制方案不适用与大批量生产。需要从锻件设计开始,设计出一条新的连接框锻造工艺方案。（2）从产品零件出发,设计出了产品终锻件,并在终锻件基础上确定了飞边槽的形式,进而设计出了连接框终锻模具。（3）以设计出的连接框终锻件为基础,设计出了连接框的预锻件,分析了预锻件在终锻过程中的充填效果、成形载荷曲线以及等效应变分布情况。并重点分析了预锻件在终锻成型过程中的出现的折叠缺陷。修改了预... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 钛合金材料的应用与研究现状
        1.2.1 钛合金在航空领域的应用
        1.2.2 钛合金的分类
        1.2.3 钛合金锻造工艺及其特点
    1.3 有限元数值模拟技术在金属塑性成形中的应用
    1.4 研究内容
2 连接框原锻造工艺方案分析
    2.1 产品零件外形分析
    2.2 原工艺方案分析
        2.2.1 原锻造工艺方案坯料形状及锻模设计
        2.2.2 原锻造工艺方案模拟结果分析
        2.2.3 原锻造工艺方案生产结果分析
        2.2.4 试制结果分析
    2.3 本章小结
3 连接框终锻件及终锻模具设计
    3.1 研究方案
    3.2 连接框锻件图及终锻模具设计
        3.2.1 分模面
        3.2.2 加工余量
        3.2.3 拔模斜度
        3.2.4 圆角半径
        3.2.5 模具飞边槽
    3.3 本章小结
4 连接框预锻件设计及模拟仿真分析
    4.1 引言
        4.1.1 预锻件设计原则
        4.1.2 有限元模型建立
    4.2 预锻件方案一模拟结果分析
        4.2.1 成形过程分析
        4.2.2 成形载荷分析
        4.2.3 等效应变分析
        4.2.4 缺陷分析
        4.2.5 小结
    4.3 预锻件方案二模拟结果分析
        4.3.1 成形过程分析
        4.3.2 成形载荷分析
        4.3.3 等效应变分析
        4.3.4 缺陷分析
        4.3.5 小结
    4.4 预锻件方案三模拟结果分析
        4.4.1 成形过程分析
        4.4.2 成形载荷分析
        4.4.3 等效应变分析
        4.4.4 缺陷分析
        4.4.5 小结
    4.5 本章小结
5 连接框预制坯设计及模拟仿真分析
    5.1 引言
    5.2 预制坯方案设计
        5.2.1 预制坯设计方案一
        5.2.2 预制坯设计方案二
        5.2.3 预锻有限元模型的建立
    5.3 预制坯方案一方案二成形模拟结果对比分析
        5.3.1 成形过程及速度场对比分析
        5.3.2 填充效果及成形载荷对比分析
        5.3.3 等效应变对比分析
        5.3.4 模具应力对比分析
        5.3.5 小结
    5.4 预制坯方案二制坯参数设计
        5.4.1 制坯参数方案制定
        5.4.2 模拟结果分析
        5.4.3 小结
    5.5 本章小结
6 生产验证
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国大飞机引领航空经济新增长[J]. 丁忠.  空运商务. 2018(08)
[2]钛合金在民用飞机上的应用及发展趋势[J]. 吕冬兰.  世界有色金属. 2018(05)
[3]钛合金发展现状及展望[J]. 李勇.  建材与装饰. 2018(02)
[4]钛合金在航空领域的应用及其先进连接技术[J]. 李亚江,刘坤.  航空制造技术. 2015(16)
[5]钛合金等温锻造技术研究进展[J]. 罗谨灵,杨启明,毛东壁,冯斐斐.  大型铸锻件. 2015(03)
[6]航空锻造技术的应用现状及发展趋势[J]. 张方,窦忠林,邹彦博.  航空制造技术. 2015(07)
[7]钛合金在航空航天及武器装备领域的应用与发展[J]. 刘全明,张朝晖,刘世锋,杨海瑛.  钢铁研究学报. 2015(03)
[8]钛合金在航空领域的发展与应用[J]. 赵丹丹.  铸造. 2014(11)
[9]我国自主研发钛合金现状与进展[J]. 赵永庆,葛鹏.  航空材料学报. 2014(04)
[10]高强高韧钛合金研究与应用进展[J]. 杨冬雨,付艳艳,惠松骁,叶文君,于洋,梁恩泉.  稀有金属. 2011(04)

博士论文
[1]TA15钛合金大型航空结构件成形特性与工艺研究[D]. 薛松.重庆大学 2011

硕士论文
[1]民航飞机发动机吊挂结构优化设计[D]. 郑继波.武汉理工大学 2013
[2]800MN模锻液压机主驱动系统仿真研究[D]. 余敏.重庆大学 2012
[3]TC4合金大型框锻件成形工艺设计与过程模拟[D]. 张晓露.西北工业大学 2007



本文编号：3039614