国家高技术研究发展计划(2006AA04Z135)
- 作品数：9 被引量：104H指数：7
- 相关作者：杨合孙志超孙念光张大伟樊晓光更多>>
- 相关机构：西北工业大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国防基础科研计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 三通件多向加载成形热力耦合有限元分析被引量：19
- 2009年
- 多向加载是通过在轴向和侧向同时或顺序地施加载荷,可以一次成形出多个方向上具有空腔的复杂构件,减少了加工工序,且提高了成形质量,为高效率、高质量成形复杂整体构件(如三通件)提供了有效途径。然而,三通件多向加载成形影响参数多、机理复杂,本文基于DEFORM-3D,建立了三通件多向加载成形热力耦合刚粘塑性有限元模型,并验证了其可靠性。在此基础上确定了加载方案,获得40Cr钢三通件多向加载成形过程中行程载荷曲线及速度场、温度场、应力-应变场的分布规律。结果表明,按本文确定的加载方案,成形初期在水平支管上出现明显的分流线,分流线处易出现裂纹;水平支管先于垂直支管成形完毕,在水平支管成形完毕时水平冲头的载荷迅速升高,而当整体成形快完毕时,水平冲头和垂直冲头的载荷都急剧升高;成形过程中坯料芯部为大变形区,变形速率大,塑性变形热使坯料芯部出现明显温升。该研究为三通件多向加载成形工艺参数的优化,以及缺陷的控制,提供了指导。
- 郭晓锋杨合孙志超张大伟
- 关键词：三通件多向加载热力耦合有限元
- 大型复杂筋板类构件局部加载等温成形宏微观模型1
- 通过分析大型筋板类构件的几何结构特征,抽取设计了能够反映该类构件等温局部加载成形特征的单T、双T、H型构件。基于DEFORM-3D有限元软件环境建立了可靠的大型筋板类构件及其特征结构的局部加载等温成形3D有限元模型。对其...
- 张大伟杨合孙志超樊晓光
- 关键词：筋板类构件等温成形局部加载计算机模型数值模拟
- 文献传递
- TA15钛合金高温变形微观组织演变分析与数值模拟被引量：33
- 2008年
- 在Gleeble-1500型热模拟实验机上研究TA15（Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V）钛合金在温度860-1100℃、应变速率0．001～10／s、变形程度15％-75％条件下的微观组织演变规律。结果表明，该合金在温度860-980℃范围内成形时，随着温度的升高，初生口相减少，动态再结晶逐渐受到抑制；随着应变速率的降低，初生α晶粒略有增大。该合金在1040-1100℃范围内成形时，软化机制主要为动态回复，塑性成形后的组织由扁条状口晶粒构成，晶界处有少量呈锯齿状的再结晶晶粒。基于定量金相测量，建立了TA15钛合金860-980℃高温变形时初生α相体积分数、晶粒尺寸以及再结晶分数模型。将模型与有限元结合，对热压缩成形过程组织演化进行了数值模拟。模型平均误差小于13％，可以满足预测需要。
- 唐泽杨合孙志超李志燕段桦
- 关键词：TA15钛合金高温变形数值模拟
- 大型钛合金隔框等温闭式模锻成形工艺优化被引量：11
- 2009年
- 大型钛合金隔框锻件外形复杂,且要求尺寸精度高、内部质量稳定,然而在锻造过程中极易出现充填不满、折迭、流线紊乱等缺陷。针对这些成形缺陷,基于DEFORM有限元软件,采用数值模拟方法研究钛合金等温闭式模锻成形过程坯料和加载方式优化对锻件成形质量的影响。研究表明:基于隔框材料流动特性优化得到的不等厚坯料,能较好地改善材料的充填性,使锻件满足尺寸精度要求。而局部加载方式可以有效地控制材料的流动,提高锻件的变形均匀性,消除由于材料流动不良造成的成形缺陷。
- 孙念光杨合孙志超
- 关键词：钛合金坯料优化加载方式数值模拟
- 钛合金大型复杂件预制坯成形工艺模拟研究被引量：7
- 2008年
- 通过分析TA15钛合金大型复杂件预制坯的外形特点,确定了采用方坯通过自由锻和胎膜锻成形预制坯的工艺方案。基于DEFORM-3D有限元模拟软件,建立了胎膜锻成形的有限元模型,模拟分析了其成形过程,得到了平砧圆角半径、左凸台宽度、胎膜半径对预制坯成形的影响规律,同时通过试验验证了模型的可靠性。结果表明,应先局部镦粗成形凸台,后进行胎膜锻,两工序不能颠倒;平砧圆角半径越大,凸台高度及两凸台间的高度差越大,但右凸台的倾斜程度越来越小;随左凸台宽度的增大,左凸台高度由小于右凸台高度逐渐转变为大于右凸台高度,但对右凸台的高度影响不大;随胎膜半径的增大,左凸台的高度逐渐增大,右凸台的高度逐渐减小,两凸台的高度差逐渐增大。该研究为大型复杂件预制坯成形工艺方案的制定,及胎膜锻参数的选择,提供了理论指导。
- 彭飞飞杨合孙志超樊晓光高涛
- 关键词：TA15钛合金预制坯
- 钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析被引量：9
- 2009年
- 等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。
- 暴志峰孙志超杨合
- 关键词：TA15钛合金
- 基于逐步回归法的TA15钛合金本构模型的建立被引量：9
- 2008年
- 采用等温恒应变速率压缩实验研究,揭示了TA15钛合金热变形过程中变形温度、应变速率和应变对流动应力的影响规律。利用逐步回归法确定了影响流动应力的宏观可测变量(变形温度、应变速率和应变)的"最优"自变量子集,基于热压缩实验数据和部分神经网络预测数据,利用最小二乘估计算法求解模型回归参数值,建立了基于逐步回归法的TA15的材料本构模型。实验值与回归计算值的对比表明:所建立的材料本构模型描述TA15钛合金的热变形过程中所发生的动态软化过程(动态再结晶和动态回复)是合理可行的,且所建的材料本构模型形式简单,方便于应用到商用有限元软件所提供接口子程序中。
- 孙志超杨合沈昌武
- 关键词：TA15钛合金
- 钛合金整体隔框等温成形局部加载分区研究被引量：16
- 2009年
- 钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施和成形质量的关键,文章研究并提出了局部加载分区的总体原则,随后基于DE-FORM3D有限元软件,采用数值模拟方法研究了局部加载分区(大小、位置)对TA15钛合金整体隔框成形过程的影响规律。结果表明,局部加载分区对未加载区材料错移的影响是短程效应,合理的分区可有效控制未加载区材料错移和降低总体成形载荷;分区对材料总体变形量和变形均匀性影响不大;采用筋上分区有利于提高筋的充填性能并可避免毛刺的产生,从而可提高了过渡区成形质量。
- 孙志超杨合孙念光
- 关键词：等温变形均匀性
- 基于逐步回归法的TA15钛合金本构模型的建立
- 采用等温恒应变速率压缩实验研究,揭示了 TA15钛合金热变形过程中变形温度、应变速率和应变对流动应力的影响规律。利用逐步回归法确定了影响流动应力的宏观可测变量(变形温度、应变速率和应变)的“最优”自变量子集,基于热压缩实...
- 孙志超杨合沈昌武
- 关键词：TA15钛合金
- 文献传递
- TA15合金大型筋板件等温局部加载晶粒尺寸演化研究被引量：9
- 2009年
- 随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组织不均匀等缺陷。为此,文章采用内变量法,建立了TA15合金高温变形微观组织演化物理模型,并与有限元软件DEFORM 3D结合对TA15合金筋板件等温局部加载成形过程等轴α相晶粒尺寸演化进行数值模拟。结果表明,锻件先加载区、后加载区及变形过渡区晶粒尺寸基本一致;随着温度的升高,锻件等轴α相晶粒尺寸平均值,呈先减小,后增加的趋势;锻件等轴α相平均晶粒尺寸随模具运动速度增加,先快速减小,后趋于平缓,较大的模具运动速度易造成组织不均匀性增加;采用只局部加载的加载方式,可以获得比采用先局部后整体的加载方式,更均匀细小的组织。
- 韩冠军杨合孙志超樊晓光孙念光
- 关键词：TA15合金微观组织演化数值模拟
