【摘 要】
：
TC16钛合金具有良好的力学性能和冷成形性能,在航空航天领域中广泛应用于制作紧固件.为研究TC16钛合金镦制六角头螺栓的变形行为,本文采用MSC.Marc有限元模拟软件,模拟了不同变形条件下TC16钛合全丝材镦制六角头螺栓时的头部变形行为.研究结果表明,摩擦系数对变形程度分布和变形温度分布的影响较大;变形初始温度对变形程度分布的影响较小,但对因材料变形导致的热温升影响较大.摩擦系数较小容易充不满,
【机 构】
：
东北大学,辽宁沈阳110819;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所,
论文部分内容阅读
TC16钛合金具有良好的力学性能和冷成形性能,在航空航天领域中广泛应用于制作紧固件.为研究TC16钛合金镦制六角头螺栓的变形行为,本文采用MSC.Marc有限元模拟软件,模拟了不同变形条件下TC16钛合全丝材镦制六角头螺栓时的头部变形行为.研究结果表明,摩擦系数对变形程度分布和变形温度分布的影响较大;变形初始温度对变形程度分布的影响较小,但对因材料变形导致的热温升影响较大.摩擦系数较小容易充不满,摩擦系数较大容易产生飞边.摩擦系数为0.1时,有利于六角头的成型,得到的产品形状较好.将模拟结果与实况条件下镦制的六角头螺栓变形结果进行了对比,发现两者之间可以较好地吻合.
其他文献
本研究建立γ-TiAl单晶的晶体塑性有限元模型,模拟取向对其拉伸变形中晶粒转动的影响,拉伸方向选取[110](普通滑移),[101](超滑移)、[112](孪生)及任意取向[001]、[201].拉伸中晶粒以中心为转轴发生转动;[110](普通滑移)取向的晶粒转动较小,其余取向的晶粒转动角度相对较大.[110]取向的晶粒,其拉伸阻力较小,进而普通位错容易启动,且拉伸中以普通滑移系的激活为主.其它取
钛合金作为一种重要的航空材料,具有比强度高,耐蚀性好等优异性能,并具有一定的高温蠕变抗力.但是在更高温度下,有限的蠕变抗力限制了钛合金的进一步应用.实验研究表明,钛合金稳态蠕变过程蠕变激活能与合金的表现扩散激活能非常接近,说明原子的扩散与蠕变过程密切相关.本文采用第一性原理的方法,计算了钛合金中常见的杂质及合金原子的迁移能垒.结果表明,对以空位机制扩散的合金原子,其在基面内迁移的能垒从高到低为A1
印刷电路板式换热器(PCHE)具有紧凑、传热效率极高的优点,在工业领域得到广泛应用.本文基于有限元方法,对某型钛合金印刷电路板式换热器的板片流道结构进行了应力分析和结构优化.研究结果表明,Z型流道整体应力分布均匀,流道转折处壁面存在较大应力;在Z形流道转折处增加圆角结构,可显著降低流道应力水平.本文研究结果可为钛合金印刷电路板式换热器板片流道设计提供理论参考.
随着计算材料学的发展,晶体塑性有限元在材料科学当中的应用越来越广泛.建立与实际组织一致或相似的多晶体几何模型,是进行精确、可信的晶体塑性有限元分析的前提条件之一.通常采用规则的六面体单元来表示晶粒,并不能反映出晶界的不规则性,本文使用Voronoi图方法在大型有限元软件ABAQUS中分别建立了Ti-6Al-4V合金不同初生α相含量的二维和三维双态组织模型,能够反映出晶粒的几何形状与晶界的不规则性,
针对Ti2AlNb合金旋压加工的实际工况与特点,基于有限元软件的动态、显式模块建立了TiAlb合金薄壁壳体强旋成形的三维弹塑性模型,并解决了多道次旋压模拟过程中涉及到的应力集中过大,变形不均性等问题.基于该数值模型,对旋压工艺进行了优化,并分析了不同道次下旋压件变形区的应力应变状态.模拟结果表明:道次的增多会导致应力集中现象发生,同时应变增大,造成旋压件变形不均匀、贴膜性不好,采用道次间退火工艺可
高温钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等诸多优点,在航空发动机上得到了广泛的应用.本工作在原有的Ti1100合金基础上,利用"团簇加连接原子"结构模型进行成分分析与优化,得到团簇式为Al-(Ti13.7Zr0.3)-(Al0.69Sn0.18Mo0.01Ta0.01Nb0.01Si0.1的高温钛合金,在3.5％NaCl中性溶液中表现出很好的抗蚀能力,并且在650℃和800℃高温氧化100h表
Ti-6Al-4V钛合金环件轧制过程中,芯辊进给策略显著地影响宏观变形行为,进而对微观组织演变有着重要影响.本文针对Ti-6Al-4V钛合金环件,制定了芯辊进给速度为常量、每转进给量为常量、环件外径增长速度为常量三种芯辊进给策略,建立了钛合金环件轧制的宏微观热一力耦合模型.通过模拟钛合金环件轧制过程,研究揭示了不同芯辊进给策略对钛合金环件温度、有效应变、β相体积分数、再结晶晶粒尺寸的演变规律,并从
利用Simufact有限元仿真软件对25.4mm、50.8mm、76.2mm、101.6mm四个厚度规格TC4钛合金厚板780℃热处理热透时间进行了有限元仿真,并选取76.2mm TC4钛合金厚板通过热透时间验证试验对780℃热处理过程中板材表面和内部的温度变化规律进行了实测验证,通过分析比对有限元仿真和试验数据,研究了TC4钛合金厚板780℃热处理的热透时间随板材厚度的变化规律.结果表明:TC4
六角金属由于其各向异性等特点在塑性变形等过程中容易产生形状和构型都相对复杂的点缺陷团簇.这些团簇之间及其与运动位错等缺陷的相互作用直接影响材料的物理和力学性能.然而对相关问题的原子尺度理解还不全面,尤其是空位团簇的演化和微孔洞的形成乃至裂纹形核扩展等.本文首先采用激发弛豫算法结合第一原理及原子间作用势,系统考察了钛中的空位团簇构型及不同构型间的相互转变,给出不同尺寸空位团簇的稳定和亚稳构型,空位团
α/β和α/ω界面是钛及钛合金中常见的相界面.本文基于文献中实验观测到的位向关系构建了α/β和α/ω界面原子结构,其中α/β界面为较长的台面与较短的阶面连接而成的典型台阶结构.采用基于密度泛函理论的第一性原理和限制性弛豫计算方法,计算预测了两界面的界面能.计算的α/ω界面能则为0.208J/m,α/β台面界面能为0.098J/m,阶面界面能为0.811J/m2,进而推导出宏观α/β界面能为0.13