【摘 要】
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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
【机 构】
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中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所,北京100024 中国航空工业集团公司北京航空制造工程
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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减小应力集中与变形不均匀性.通过与旋压试验过程中出现的开裂、起皱等缺陷进行对比,验证了多道次强旋成形有限元模型的准确性.
其他文献
在钛合金多相组织中,ω-Ti作为析出相可以有效地提高β-Ti合金的强度,但同时使其塑性降低,其中ω相的形态和分布是主要影响因素.实验观察发现,ω在β-Ti基体中常呈椭球状,其长轴平行于＜111＞β方向.为了从能量角度探究β-Ti/ω-Ti界面对ω相形态的影响,本文根据Burgers关系建立了(0001)ω||(111)β和(-1010)ω||(1-12)β界面.采用密度泛函方法计算得到(0001)
本文采用第一性原理EMTO-CPA方法结合ISING模型研究了合金化对α-Ti合金基面四种层错能(I1,I2,E,T2)的影响.合金原子包括Mg、Al、Si、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Ge、Sn、Nb、Pd、Rh、Ru、Ag、Cd、Mo、Zr等.计算结果表明:我们所研究的溶质原子均不同程度地降低α-Ti合金的基面层错能;Sn对α-Ti合金基面层错能的影响最为显著.进一
实际应用中,六角材料较强的各向异性会促生一些特殊的局部微观结构,往往导致使役性能的剧烈下降,研究这些结构下的塑性变形原子过程对理解并抑制不利于塑性发挥的微观组织具有重要的指导意义.采用分子动力学模拟系统研究了软硬晶粒模型下,不同的晶界和加栽方向下,六角钛体系对外加栽的响应.发现存在一种晶界处软取向晶粒向硬取向晶粒中生长的塑性变形模式,其通过硬取向晶粒的直接晶格取向改变而实现.利用微动弹性带方法计算
某型发动机进气管铸件长254mm,宽120mm,高300mm,整体壁厚1.875mm,采用ZTC4钛合金精密熔模铸造工艺制作.由于铸件是薄壁件,铸型型腔通道狭窄,再加上熔融状态钛合金金属液过热度低,铸件成型困难,成型后易出现缩松、缩孔缺陷.本文以某型发动机进气管钛合金铸件为例,结合计算机模拟仿真技术,设计一种成型工艺方案,能够提高铸件完整成型率,降低缩松、缩孔缺陷数量,提高铸件生产效率,降低生产成
本文结合弹塑性理论针对无脊型管接头的结构特点,将连接组件简化为二维平面应变问题,分析升温恢复过程中管接头与被接管的应力应变状态建立二维计算模型.在此基础上对无脊型组件的应力应变分布进行二维数值模拟,研究管接头各径向尺寸参数对组件径向压应力的影响.结果表明在计算的范围内,随管接头壁厚减小、内径增大或装配间隙增加,管接头径向压应力线性减小.模拟计算结果为管接头的优化设计提供理论依据.
采用相场方法模拟TC4(Ti-6Al-4V合金中β→α的转变过程,研究外应力大小与不同过冷度对α析出相变体形核及微织构形成的影响.模型输入数据来自Thermo-Calc热力学,JmatPro(TTT-Ti)与Dictra动力学数据库.通过保持时效温度不变,沿[-111]β方向施加不同大小的拉应力;或固定外加拉应力,变化过冷度条件下模拟的手段,考察外应力与过冷度大小对合金微观组织演化的影响.结果表明
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,