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《鈦合金高壓容器成形過程的有限元模擬》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著航空、航天工業(yè)的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步,鈦及鈦合金在國防工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。作為航空、航天難變形材料,鈦合金以其變形抗力大、工藝參數(shù)容差小、成形件質(zhì)量對(duì)工藝參數(shù)敏感且難以控制等特點(diǎn)而成形困難。采用傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)與控制方法,很難快捷而有效地生產(chǎn)出合格的零件。這亟待從工藝過程設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制體系和生產(chǎn)過程控制等方面入手來提高航空、航天難變形的工藝設(shè)計(jì)水平與成形制造精度。本文以航天用某型號(hào)高壓容器為研究對(duì)象,針對(duì)其所用材料TC4合金的成形特點(diǎn),采用有限元數(shù)值模擬軟件,分析研究了不同工藝條件下TC4合金的成形規(guī)律,并以
2、此為基礎(chǔ),對(duì)某牌號(hào)高壓容器各組成部分的實(shí)際成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬與仿真。主要成果和新見解如下:1.通過工藝分析和材料變形特點(diǎn)的研究,將所研究的高壓容器分解為左、中、右三段,并分別采用不同的工藝過程進(jìn)行成形。通過分析認(rèn)為:左封頭零件適用于精密熱模鍛工藝;中間筒形件適用于強(qiáng)力旋壓工藝;右封頭球形件適用于拉延成形工藝。2.采用剛(粘)塑性熱力耦合有限元數(shù)值模擬方法,分析研究了TC4合金高壓容器左封頭的鍛造成形過程,重點(diǎn)研究了在熱模鍛過程中成形件組織與工藝參數(shù)間的耦合分析問題,給出了TC4合金鍛造過程中的載荷行程曲線及再結(jié)晶組織分布情況,并分析研究
3、了主要工藝參數(shù)對(duì)左封頭成形過程的影響規(guī)律。3.采用三維彈塑性有限元數(shù)值模擬方法,分析研究了TC4合金高壓容器中間段筒形件的強(qiáng)力旋壓過程,在分析鈦合金材料強(qiáng)力旋壓特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,初步確立了TC4合金強(qiáng)旋過程的工藝參數(shù),研究了冷、熱旋壓工藝對(duì)TC4合金強(qiáng)力旋壓過程的影響,獲得了溫度場(chǎng)對(duì)強(qiáng)力旋壓工藝的影響規(guī)律以及旋輪作用區(qū)及其相鄰區(qū)域的場(chǎng)變量分布情況。4.采用大變形彈塑性有限元數(shù)值模擬方法,分析研究了TC4合金高壓容器右封頭球形件的拉延成形過程,在對(duì)成形板料進(jìn)行分區(qū)討論的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)給出了鈦合金球形件在拉延成形過程中的回彈規(guī)律,并就凸模壓下速度對(duì)拉
4、延成形過程的影響進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞:高壓容器,成形工藝,數(shù)值模擬,熱模鍛,強(qiáng)力旋壓,拉延兩北]:業(yè)人學(xué)。T:學(xué)碩士學(xué)位論文ABTRACTWiththedevelopmentofaviationandastronavigationindustryandtheadvancementoftechnology,theuseoftitaniumandtitaniumalloyinnationaldefencebecomewiderandwiderTitaniumalloy,asthematerialsdimculttodeformationofavi
5、ationandastronavigation,hassomecharactershardtodeformation,such鵲giantresistanceofdeformation,smallprocessingparameterallowanceandqualityofformedpartssensitivetoproeassingparameterandhardtocontr01.Itisdifficulttoproducequalifiedpartswithhighefficiencybyexistingfacilitiesand
6、traditionaltechnologiesofprocessdesignandcontroltosatisfyproductiondemandofmodemnationaldefence.Itisurgenttobestartedwithdevelopmentoftechnologicaldesign,qualitycontrolsystemandproductcontrolinordertoimprovethedesignleveloftechnologyhardtodeformationandthemanufacturingaccu
7、racy.Takingthedeformationofthehighpressurevesselusedinastronavigationassubjectinvestigated,basedondeformationcharactersofTi-6A1·4Valloy,thepropertiesofdeformationofTi·-6A1—·4ValloyhavebeenanalyzedbyFEMnumericalsimulationindifferenttechnologicalconditions.Onthisbasis,actual
8、deformationprocessesofdifferentpartsofhighpressurevesselareanalyzedbynumericalsimulation.