TC4钛合金板材热拉弯成形热力耦合数值模拟研究

发布时间：2017-12-18 14:19

  本文关键词：TC4钛合金板材热拉弯成形热力耦合数值模拟研究

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【摘要】：钛合金在室温下进行拉弯成形时,塑性性能较差,不易成形,而且成形后工件容易出现开裂或者回弹严重的现象,对其采用热拉弯成形工艺可以解决上述问题。热拉弯工艺主要是利用金属在高温状态下塑性和延展性提高,而屈服强度降低的特性,首先将板料加热到适合热成形的温度区间,然后通过机床夹钳对其以一定应变速率施加预拉力,之后板料在此预拉力作用下贴合模具。该工艺可显著减小回弹,使开裂倾向减小,提高成形精度,降低零件的制造成本。因此对钛合金板材的热拉弯成形工艺的研究有很重要的意义。为了研究各工艺参数对成形质量的影响规律,本文采用有限元模拟软件ABAQUS对TC4钛合金板材热拉弯成形工艺进行数值模拟研究。首先介绍了热弹塑性基础理论,对热成形过程中的温度场进行了数值解析,阐述了能量传递的三种途径并得到了导热微分方程;对弹塑性变形过程中应力场的基本理论进行了论述;介绍了热力耦合有限元分析方法,给出了热力耦合分析时的基本方程以及温度场和应力应变场之间的相互影响关系。然后对TC4钛合金板材进行了常温及高温下的拉伸试验,研究了在不同应变速率与温度下材料的力学性能,得到了基本力学性能参数以及不同工艺参数对钛合金板材拉伸变形行为影响规律,为钛板的热拉弯模拟提供材料属性参数,此外对钛合金钣金类零件热成形工艺的发展和提高零件质量有一定的参考作用。最后模拟了TC4钛板热态下的拉弯成形工艺,对钛合金板材热拉弯成形的变形情况进行预测与控制,分析了成形温度、预拉力、补拉力、摩擦系数、拉弯半径、板材厚度等工艺参数对钛合金板材热拉弯件成形质量的影响,得出了不同成形条件对钛合金板材成形结果的影响关系,根据得出的变形关系可以采取模具补偿等措施来控制回弹量,保证拉弯件的形状、尺寸精度。本文的研究内容为钛合金热拉弯件的生产起到了一定的参考作用,为钛合金板材热拉弯回弹的控制提供了理论方法,有一定的理论与实际意义。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 杨亚文;钛型材热拉弯蠕变成形电参数的计算[J];沈阳航空工业学院学报;2002年04期

2 孙宝龙;王永军;刘宝胜;曾元松;吴为;王俊彪;;钛合金挤压型材自阻电加热拉弯成形工装设计[J];模具工业;2014年12期

3 杨俊平;;钛合金的加工技术及发展[J];军民两用技术与产品;2013年06期

4 王耀奇;白雪飘;侯红亮;;Ti-6Al-4V钛合金热拉伸变形行为与本构方程[J];塑性工程学报;2013年05期

5 钱九红;航空航天用新型钛合金的研究发展及应用[J];稀有金属;2000年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 周兆锋;TC4钛合金热应力校形工艺研究[D];南京航空航天大学;2009年

2 马晓安;典型型材拉弯理论分析与实验研究[D];燕山大学;2013年

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本文编号：1304482