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带阻尼台叶片锻造过程有限元数值模拟

杨铮鑫

   带阻尼台叶片是航空发动机中一类具有优异抗振性能和高效率的叶片。由于叶片形状复杂,所用材料难变形,目前对其精锻成形工艺的研究尚未深入,还缺乏系统性和规律性的认识,其精锻工艺的研究还处于试研阶段,因而有必要深入研究其精锻成形规律,掌握工艺参数对成形过程的影响。为此,本文基于大型体积成形软件DEFROM3D,对带阻尼台钛合金叶片超塑性精锻成形规律进行三维有限元模拟,该研究对掌握带阻尼台叶片精锻过程成形规律具有重要理论意义和实用价值。 本文的主要研究内容和结果如下: 以Pro/Engineer为软件平台,采用三维特征设计方法实现带阻尼台叶片的快速建模。通过计算确定了平衡角的大小为3.3°,方向为顺时针。设计了毛边槽,确定了压力中心,设计了分模线以及对榫头各参数的设定。利用PRO/E软件所具备的参数化设计的功能对带阻尼台叶片的精锻模具进行了设计。 基于大型体积成形软件DEFROM3D,研究了带阻尼台叶片超塑性精锻过程模拟计算的实现方法,解决了如边界条件、网格划分、迭代收敛控制、求解器的选用等关键技术问题,确保模拟计算的顺利进行。 对钛合金带阻尼台叶片精锻成形过程进行了三维数值模拟,对其超塑性成形做出了试探性的研究,获得了其精锻成形规律。根据模拟结果,获得了其损伤情况,等效应力应变场分布、载荷—下压量曲线,得到了工艺参数优化值,即终锻温度950℃,上模速度0.001 mm /s ,摩擦系数0.1。最后,通过与传统工艺路线的模拟结果相对比,验证了超塑性工艺路线的合理性和优越性。……   
[关键词]:钛合金;带阻尼台叶片;超塑性;精锻;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:沈阳理工大学2008年
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