高強鎳基合金超薄壁筒脹形機理與工藝研究.pdf

1、由于薄壁管筒形零件具有重量輕,節(jié)省原材料、綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點,在航空、航天、核電及國防核動力艦艇等領域有廣泛的應用。因此,薄壁管筒形零件制造技術的發(fā)展和創(chuàng)新具有十分重大的現實意義。
　　 脹形工藝是利用脹形介質的作用,使薄壁管筒形零件內部承受載荷而產生塑性變形,從而到達成形或實現最終精度的目的。脹形工藝作為一項新興的薄壁管筒形零件成形與整形技術,在變形機理和精度控制方面有待深入研究。本文選擇C-276鎳基合金超薄壁筒進行剛性模脹

2、形,研究脹形過程中的薄壁筒尺寸精度的影響因素和形成規(guī)律;通過有限元分析,對脹形精度的影響因素進行了分析和歸納;在正交實驗的基礎上建立了BP神經網絡精度預測模型;最后結合剛性模脹形實驗,驗證了擬合公式的適用性和準確性。
　　 本文首先對C-276鎳基合金進行了高溫拉伸試驗,獲得了剛性模脹形研究所需的材料性能數據;然后展開了剛性模脹形有限元模擬。有限元模擬結果顯示,剛性模脹形工藝可有效地改善薄壁筒形狀誤差、提高直徑精度。研究發(fā)現:1

3、)脹形誤差率隨溫度升高而降低,溫度從25℃上升到500℃,脹形誤差率從0.028％降低到0.011％;2)脹形誤差率隨原始誤差率的增大而呈曲線上升趨勢,原始誤差率從0.1％增大到1％時,脹形誤差率從0.004％增大到0.020％;3)脹形誤差率隨理論脹形率的增加而降低,理論脹形率從1％增大到10％,脹形誤差率從0.15％降低到0.012％。
　　 本文將脹形誤差率、脹形回彈率作為制品精度的主要評價指標,設計正交模擬試驗。通過正交

4、模擬試驗的極差分析得出:兩個因素間的交互作用對指標的影響較小,可不作考慮:單一因素對指標影響程度從大到小的循序為,理論脹形率、原始誤差率、溫度;鑒于溫度的弱相關性,為簡化脹形工藝,采用室溫脹形是最為合理的。
　　 在正交試驗的基礎上運用BP神經網絡技術建立薄壁簡剛性模脹形誤差率、脹形回彈率預測模型,并擬合出了預測模型的輸入參數與輸出目標之間的函數關系。最后通過實驗研究,將實驗結果與公式計算結果進行了比較,實驗結果與公式計算結果基