大型钛合金双层板超塑成形/扩散连接工艺仿真

发布时间：2021-11-27 02:26

　　选取大型TC4钛合金双层板工件为研究对象,采用超塑成形/扩散连接工艺成形。通过材料基础性能实验获得板料和模具材料在不同温度下的比热容、导热系数和热膨胀系数等;通过成形过程的热力耦合有限元数值模拟,得到板料贴模效果、厚度分布、温度场变化和热收缩后尺寸结果,并进行实验验证。结果表明:成形后工件壁厚分布均匀,成形凹槽部位的板厚减薄率最大达到15%,降温过程中的温度变化和热收缩引起最终的尺寸变化,并明确了模具长度方向的缩放系数应为6‰⁷‰,对这种窄长工件的实际生产具有重要的参考价值。 

【文章来源】：制造技术与机床. 2016,(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

中板2厚度最小处的节点A点区域，如图8所示为在成形过程中A节点处板厚随时间的变

·85·选择图5中板2厚度最小处的节点A点区域，如图8所示为在成形过程中A节点处板厚随时间的变化。在变形阶段，该区域首先发生曲面变形，然后超塑成形凹槽，其板厚一直在均匀减小，成形结束后，板厚约为0．85mm。3．3温度场分析图6是板1和板2降温结束后的温度分布云图，图7为降温结束后上模具和下模具的温度分布云图。变形板的温度分布与模具的温度分布一致，都是在对应模具厚度较大的部位温度较高，边缘处温度较低，相同区域温度值基本一致。在边缘处，无论是模具还是变形板，在热传导和热辐射等散热机制作用下，散热较快，温度下降速度快;模具内部和变形板的降温主要靠热传导的作用，散热较慢。A点和B点是板2降温结束后温度最高区域和边缘处一点，图8是两点的温度变化曲线，在15000s之前，由于这个时间段内温度高，下降较快，B点热辐射和热传导速度比A点快;当温度降低至200℃以下后，温度下降速度急剧降低。3．4热收缩分析由于纵向整体尺寸较大，横向较小，因而纵向因温度降低造成的热收缩尺寸变化较大，横向变化较校

·85·选择图5中板2厚度最小处的节点A点区域，如图8所示为在成形过程中A节点处板厚随时间的变化。在变形阶段，该区域首先发生曲面变形，然后超塑成形凹槽，其板厚一直在均匀减小，成形结束后，板厚约为0．85mm。3．3温度场分析图6是板1和板2降温结束后的温度分布云图，图7为降温结束后上模具和下模具的温度分布云图。变形板的温度分布与模具的温度分布一致，都是在对应模具厚度较大的部位温度较高，边缘处温度较低，相同区域温度值基本一致。在边缘处，无论是模具还是变形板，在热传导和热辐射等散热机制作用下，散热较快，温度下降速度快;模具内部和变形板的降温主要靠热传导的作用，散热较慢。A点和B点是板2降温结束后温度最高区域和边缘处一点，图8是两点的温度变化曲线，在15000s之前，由于这个时间段内温度高，下降较快，B点热辐射和热传导速度比A点快;当温度降低至200℃以下后，温度下降速度急剧降低。3．4热收缩分析由于纵向整体尺寸较大，横向较小，因而纵向因温度降低造成的热收缩尺寸变化较大，横向变化较校

【参考文献】：
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本文编号：3521396