葉片熱模鍛造回彈研究.pdf

1、葉片是航空發(fā)動機(jī)中一類量大面廣的重要零件，被譽為發(fā)動機(jī)的“心臟”。葉片的型面復(fù)雜，截面寬厚比大，而且各截面之間有一定的轉(zhuǎn)角。葉片在熱模鍛造成形后，殘余應(yīng)力使其發(fā)生回彈。葉片回彈已成為影響葉片零件成形精度的一個主要因素。因此，研究回彈的機(jī)理，預(yù)測葉片成形后卸載的回彈量，定量分析工藝參數(shù)和材料參數(shù)對回彈量的影響，尋求合理有效的工藝控制葉片回彈量，對高端制造業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　本文以鈦合金葉片為研究對象，在深

2、入研究葉片熱模鍛造回彈基本理論的基礎(chǔ)上，研究處理了葉片熱模鍛造彈塑性有限元仿真關(guān)鍵技術(shù)問題。在此基礎(chǔ)上，基于DEFORM-3D體積成形有限元軟件，通過導(dǎo)入PRO/E建立的葉片毛坯幾何模型，建立了葉片熱模鍛造彈塑性有限元模型，并對其模型的可靠性進(jìn)行了驗證。
　　對葉片終鍛過程進(jìn)行了仿真，并對其鍛造過程變形規(guī)律、重要狀態(tài)變量變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)地研究分析。在此基礎(chǔ)上，分析了葉片卸載前后殘余應(yīng)力分布變化情況，發(fā)現(xiàn)：葉片卸載后，彈性變形區(qū)域

3、彈性恢復(fù)和塑性變形區(qū)域卸載回彈同時發(fā)生，葉片內(nèi)部的殘余應(yīng)力減少。對葉片成形后卸載的回彈量進(jìn)行了預(yù)測，發(fā)現(xiàn)葉片的最大等效彈性應(yīng)變發(fā)生在葉身前端靠近中間的區(qū)域，且葉片的最大回彈變形量為112μm。
　　研究了成形參數(shù)對葉片回彈的影響。研究結(jié)果顯示：隨著模具溫度、上模壓下速度和摩擦系數(shù)的增加，葉片回彈量都先減小后增加；選取不同的鈦合金材料，隨著材料強(qiáng)度系數(shù)的減小，葉片的回彈量逐漸減小。采取增加保壓時間的辦法對葉片回彈進(jìn)行了控制。隨著保壓