带阻尼台叶片是航空发动机中一类具有优异抗振性能和高效率的新型叶片,由于其形状复杂,所用材料难变形,因此精锻成形规律十分复杂。到目前为止,我国尚无法实现此类叶片的精锻生产,对其精锻工艺的研究还处于试研阶段,因而有必要深入研究其精锻成形规律,掌握工艺参数对成形规律的影响。因此,本文基于大型体积成形软件DEFORM3D,对带阻尼台叶片精锻成形规律进行三维热力耦合有限元模拟,该研究对掌握带阻尼台叶片精锻过程材料流动规律,制定合理精锻工艺,具有重要的理论意义和实用价值。 本文的主要研究内容和结果如下: 针对带阻尼台叶片几何特点,分别基于三种不同的有限元建模方法对带阻尼台叶片精锻建模过程进行了研究,通过对三种建模结果的分析比较,确定了采用有限元网格近似描述法建立带阻尼台叶片精锻有限元模型。 基于DEFORM3D,研究了带阻尼台复杂叶片精锻过程热力耦合模拟计算的实现方法,解决了模拟中各项关键技术问题,如:初始接触边界条件、摩擦边界条件、热力耦合边界条件,以及迭代收敛控制、网格划分、求解器选用等,保证了模拟计算的顺利进行。 对带阻尼台叶片精锻过程进行了三维热力耦合数值模拟,获得了坯料整体变形网格、速度场、等效应力场、等效应变场、等效应变速率场、温度场的分布,以及载荷一行程曲线和水平错移力一行程曲线,揭示了带阻尼台叶片精锻成形规律。 研究获得了上模压下速度、摩擦因子、模具预热温度对带阻尼台叶片精锻成形的影响规律,并得到了各工艺参数优化值,即ν_上模=20mm/s,摩擦因子m=0.1,模具预热温度为250℃左右。