某飛機(jī)結(jié)構(gòu)件TC4鈦合金框等溫鍛成形工藝數(shù)值模擬研究.pdf

1、TC4鈦合金是一種中等強(qiáng)度的a b+型兩相鈦合金，具有優(yōu)異的綜合性能，在航空工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。出于應(yīng)用研究考核目的，某飛機(jī)后機(jī)身（發(fā)動機(jī)艙段）部件中的某加強(qiáng)框選用TC4鈦合金模鍛件代替原用高強(qiáng)度合金鋼材料制造。該鈦合金框鍛件外形復(fù)雜，且要求尺寸精度高、內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定。然而在鍛造過程中極易出現(xiàn)充填不滿、流線紊亂等缺陷，嚴(yán)重影響鍛件的質(zhì)量。
　　針對這種情況，本文基于DEFORM-3D軟件，對該鈦合金鍛件的等溫閉式模鍛過程進(jìn)行了數(shù)

2、值模擬，對變形過程中各種場量的變化情況進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并對變形過程中工件的充填情況、內(nèi)部缺陷進(jìn)行預(yù)測，對鍛造缺陷的成因進(jìn)行分析，以便為后期試驗(yàn)驗(yàn)證提供有效的參考。
　　本文的主要成果如下：
　　首先，借助剛粘塑性有限元理論和DEFORM-3D軟件，建立了TC4鈦合金等溫鐓粗成形有限元模型，并利用該模型對等溫鐓粗成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了不同變形工藝參數(shù)對變形過程及位移載荷曲線的影響。
　　其次，根據(jù)設(shè)計(jì)部門提供的

3、零件圖樣及相關(guān)技術(shù)資料，分析框結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按剛度等代原則，利用CATIA軟件進(jìn)行了TC4鈦合金框鍛件設(shè)計(jì)。針對該鍛件的等溫鍛造成形特點(diǎn)，確定了鍛造溫度范圍、模具材料、潤滑材料以及鍛造設(shè)備，并設(shè)計(jì)出了用于數(shù)值模擬的模具與坯料形狀。
　　最后，基于DEFORM-3D軟件平臺，采用數(shù)值模擬方法研究TC4鈦合金框等溫閉式模鍛成形過程坯料優(yōu)化和鍛造工藝參數(shù)調(diào)整對鍛件成形質(zhì)量的影響。研究表明：基于框材料流動特性優(yōu)化得到的不等厚坯料，能較好地改善