ta15飞机隔框基于m值理论的高效超塑成形技术

《ta15飞机隔框基于m值理论的高效超塑成形技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10406分类号：TG311学号：120080503028南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）TA15飞机隔框基于m值理论的高效超塑成形技术作者：谭丽琴学科专业：材料加工工程指导教师：王高潮教授申请学位日期：2015年4月High-efficiencysuperplasticformingtechnologybasedonmvaluetheoryforTA15aircraftbulkheadsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialProcessingEngineeringbyT

2、anLiqinUndertheSupervisionofProf.WangGaochaoCollegeofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaApril,2015摘要TA15合金属于近型钛合金，既具备型钛合金良好的可焊性，又具备与型钛合金接近的工艺塑性，是综合性能优良的钛合金，被广泛应用在航空航天方面，主要用来制造飞机隔框，起落架等构件。隔框零件具有高筋薄壁的特点，使锻件难成形。怎样使该锻件成形容易、效率高并减小载荷是急需解决的

3、问题。本文提出基于m值法的高效超塑成形方法，研究TA15合金飞机隔框的整体成形过程，采用有限元数值模拟软件DEFORM分析最佳工艺参数和探索成形时可能存在的缺陷。本课题在拉伸实验数据的基础上，研究了TA15合金的超塑性本构方程。在温度850℃-950℃时，基于经典的双曲正弦函数Arrhenius本构关系，用线性回归法求出热激活能216.7kJ/mol，并构建本构方程。通过检验后发现本构方程存在一定的误差，采用1stopt软件修正，修正后的本构方程精度较高，达到了99.3%，可以较好的表示材料热力学参数和流动应力之间的关系。基于DEFORM-3D软件的本构

4、方程模拟验证中，显示模拟结果和实验结果吻合，证明修正后的本构方程较真实。在隔框零件图的基础上，查阅相关资料，采用UG软件设计合理的冷锻件和热锻件图，考虑毛边槽等形状和尺寸之后，设计并绘制锻模型槽。在隔框零件的坯料设计中，使用DEFORM-3D软件对初始毛坯优化，分析模拟结果，改进填充不满和体积分布不均匀等缺陷后，确定最优毛坯。采用模型设计的方法，设计缩比隔框的锻件图，锻模图和最优坯料，为三维数值模拟提供理论模型。本文将建立并修正过的TA15合金本构方程作为材料模型，将实验确定的最佳温度900℃作为成形温度，将原始隔框锻模图和坯料图作为三维模型，导入软件D

5、EFORM-3D中，对原始隔框的锻造过程进行数值模拟。结果显示，与超塑性成形，等温锻造和常规锻造等方法的成形载荷9051t，19708t和33001t相比，原始隔框采用高效超塑性成形法的成形载荷只需7233t，而且等效应力，等效应变小，成形效果好。同时成形时间比超塑性成形短，效率提高了近一倍。将高效超塑性成形法运用在缩比隔框的数值模拟中，得到的载荷只需385t，为实际采用400t液压机锻造缩比锻件提供理论支持。关键词：TA15合金，本构方程，锻模设计，高效超塑性成形，数值模拟IAbstractTA15alloyisonekindofnear-typet

6、itaniumalloywithnotonlygoodweldabilityoftypetitaniumalloy,butalsoprocessingplasticityoftypetitaniumalloy,sothecomprehensiveperformanceisexcellent.Ithasbeenwidelyusedinaerospaceaviationtomanufactureaircraftbulkheads,landinggearandothercomponents.Formingbulkheadsisdifficultbeca

7、usethestiffenerofpartsishighandthesidewallisthin.Howtomaketheforgingformingeasy,highefficient,andreducetheloadisanurgentproblem.Basedonthevalueofmdeformation,anefficientsuperplasticformingmethodisproposedtoinvestigatethewholeformingprocessofTA15alloyaircraftbulkheadsandanalyzeopt

8、imalparametersbyusingthefiniteelementsim