钛合金平衡肘锻造过程模拟及工艺优化

摘要

平衡肘是装甲车中的关键锻件，论文以新型钛合金TC27平衡肘锻件为研究对象，采用有限元数值模拟技术，研究锻造成形过程中的金属流动规律，并采用正交实验方法分析了影响平衡肘成形过程的主次因素，最终确定出优化的锻造工艺参数范围，研究结果具有一定的实用价值。
　　采用正交模拟实验优化方法，以提高终锻型槽充满程度和变形均匀性为主要优化目标，确立了7个因素：中间坯形状及尺寸、模具预热温度、摩擦因子、弯曲始锻温度、终锻始锻温度、液压机压下速度、锻锤压下速度；每个因素确定3个水平。根据正交实验表进行了模拟分析，得到了不同因素对TC27钛合金平衡肘锻件充满行为的影响特点，确定不同因素影响的主次顺序，最终优化出最佳的工艺组合参数。
　　TC27钛合金平衡肘优化的锻造工艺制度为：中间坯形状及尺寸选择S2，模具预热温度为250℃，摩擦因子为0.3，弯曲始锻温度为835℃，终锻始锻温度为820℃，液压机压下速度为0.05m/s，锻锤压下速度6m/s。

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第1章绪论

1.1 钛合金发展概况及其应用

1.2钛合金的分类及特点

1.3 α+β钛合金的微观组织与性能

1.4钛合金锻造工艺

1.5 数值模拟技术在塑性成形中的应用

1.6 研究意义和主要研究内容

第2章锻造过程有限元模拟的基本理论

2.1刚/粘塑性有限元基本方程

2.2变分原理

2.3塑性变形过程中的热力耦合分析

2.4 初始速度场的确定

2.5 接触表面摩擦边界条件的处理

2.6 Deform 3D软件简介

第3章几何模型建立及正交实验方案设计

3.1 几何模型建立

3.2 正交实验方案设计

3.3 TC27合金平衡肘锻造过程正交实验方案设计

第4章TC27钛合金平衡肘锻造过程模拟及分析

4.1 平衡肘锻造成形过程的模拟及分析

4.2 平衡肘锻造成形过程的温度场模拟及分析

4.3平衡肘锻造成形过程的等效应力场模拟及分析

4.4平衡肘锻造成形过程的等效应变场模拟及分析

4.5平衡肘锻造成形过程的速度场模拟及分析

4.6本章小结

第5章基于正交实验的TC27钛合金平衡肘锻造工艺优化

5.1工艺参数对平衡肘型槽填充的影响及锻造工艺方案优化

5.2平衡肘锻造工艺方案的综合优化

5.3平衡肘最优锻造工艺方案的模拟验证

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

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