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钛合金等温锻造动态仿真钛合金等温锻造动态仿真
目 录
1 引言 …………………………………………………………………………… 1
1.1 课题的意义和背景 ………………………………………………………… 1
1.1.1 钛合金在现在工业中的应用 …………………………………………… 1
1.1.2 钛合金成形技术的发展 ………………………………………………… 2
1.1.3 等温锻造的特征、优点及适用范围 …………………………………… 2
1.2 钛合金的组织、性能与锻造 ………………………………………………… 5
1.2.1 钛合金的一般特性 ……………………………………………………… 5
1.2.2 (α十β)钛合金的组织与性能 ………………………………………… 5
1.2.3 (α十β)钛合金的锻造与组织 ………………………………………… 7
1.3 数值模拟技术 ……………………………………………………………… 9
1.3.1 数值模拟技术的发展历史 ……………………………………………… 9
1.3.2 数值模拟技术的分类 …………………………………………………… 10
1.3.3 有限元法在塑性加工中的应用 ………………………………………… 11
1.4 课题主要研究内容及研究方法 …………………………………………… 13
1.4.1 课题主要研究内容 ……………………………………………………… 13
1.4.2 课题主要研究方法 ……………………………………………………… 14
2 钛合金等温锻造铅模具设计 ………………………………………………… 14
2.1 钛合金成形工艺分析 ………………………………………………… 14
2.1.1 钛合金加热过程中的常见问题 ………………………………………… 14
2.1.2 锻坯坯料准备 …………………………………………………………… 15
2.1.3 确定锻造温度、变形程度 ……………………………………………… 15
2.1.4 钛合金锻造过程中常见的缺陷 ………………………………………… 16
2.2 锻件图设计 ………………………………………………………………… 18
2.2.1 锻件图设计简介 ………………………………………………………… 18
2.2.2 制定零件锻件图………………………………………………………… 19
2.3 锻坯设计 …………………………………………………………………… 22
2.3.1 锻坯设计简介 …………………………………………………………… 22
2.3.2 确定零件锻坯 …………………………………………………………… 23
2.4 锻模设计 …………………………………………………………………… 23
2.4.1 模具材料 ………………………………………………………………… 23
2.4.2 凸、凹模及固定 ………………………………………………………… 24
3 数值模拟基础 ………………………………………………………………… 24
3.1 塑性力学知识 ……………………………………………………………… 24
3.1.1 有限元法基础 …………………………………………………………… 24
3.1.2 力学方程 ………………………………………………………………… 27
3.1.3 刚粘塑性有限元变分原理 ……………………………………………… 29
3.2 塑性有限元矩阵方程组 …………………………………………………… 32
3.2.1 变形体离散化 …………………………………………………………… 32
3.2.2 变形体线性化 …………………………………………………………… 36
4 等温锻造数值模拟模型建立及模拟过程 …………………………………… 37
4.1 数值模拟过程中的关键问题 ……………………………………………… 37
4.1.1 钛合金相关性能参数 …………………………………………………… 37
4.1.2 网格重划分与网格自适应技术 ………………………………………… 39
4.1.3 模拟过程条件确定 ……………………………………………………… 41
4.2 工艺参数选取 ……………………………………………………………… 41
4.2.1 变形温度 ………………………………………………………………… 41
4.2.2 凸模速度 ………………………………………………………………… 42
4.2.3 摩擦系数 ………………………………………………………………… 43
4.2.4 锻造过程中的温度场分析 ……………………………………………… 43
4.3 毛坯锻造过程仿真 ……
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