ta2钛合金筒形件拉深成形过程有限元模拟研究

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1、摘要钛合金具有独特的性能而在航空航天等领域得到了广泛的应用。钛合金筒形件是应用很普遍的零件，但其成形过程还存在～些问题。筒形件是通过拉深成形的，拉深成形获得较大引深尺寸的典型板料成形工艺。随着计算机技术的不断进步猷及有限元技术的不断发展，近年柬发展了用有限元法对板料成形过程进行计算机模拟分析的新技术，采用有限元法可以预测板料成形过程中的应力、应变分布，咀及载荷分布；也可以模拟成形过程中的起皱、破裂及随后的回弹等现象；可以比较准确地分析各种工艺参数对成形过程的影响，可以降低成本、缩短周期。本文详细阐述了扳料成形有限元数值模拟的基本原理，

2、采用数值模拟的方法对TA2(工业纯钛)筒形件拉深成形过程进行了深入的研究，主要研究内容和结果如下：研究了TA2筒形传的拉深成形过程，建立了符合实际的拉深成彤过程有限元力学模型，并对模拟中的一一些关键问题(材料模型选择、接触处理、自适应网格技术)进行了处理。对无压边圈情况下拉深成形的五个因索(凹模入口圆角、凸凹模间隙、模具与板坯之间润滑系数、凸模圆角、坯糊直径)进行了有限元数值模拟正交试验，提出了采用成形后板坯最大厚度与最小厚度之差△t的概念来作为描述零件成形结果的评价标准，且论证了采用改评价标准的合理性。对试验结果进行了直观分析和方差

3、分析，得出了各因素对拉深成形过程的影晌次序及显著性。对于拉深过程中，可能出现的模具缺陷即凸凹模不同心和凹模与板坯州的润滑不均匀进行了模拟，得出了这两种情况对于拉深过程及拉深件缺陷起皱、裂纹的影响规律。对于板坯的三种形状(圆坯、方坯、八角坯)在相同的工艺条件下的成形过程进行了有限元模拟分析，得出了各种板坯形状对于拉深成形过程的影响规律。当板坯在拉深成形前存在缺陷时，例如板坯在预加工过程产生划痕或是豁口、小裂纹时的拉深成形过程进行了模拟分析，得出了这些缺陷都会使最终成形件产生裂纹。模拟了当板坯出现硬物撞击引起的鼓包时拉深成形过程，对鼓包在

4、各个位置时对于拉深成形过程的影响进行了分斩，得到了鼓包在各个可能位霞时对拉深成形过程的影响规律。关键词：TA2：筒形件；有限元数值模拟：正交试验；模具缺陷；板坯形状板坯缺陷西北：F业人学颂士学位论文AbstractTitaniumalloyiswidelyusedinaerospaceindnstrybecauseofitsexcellentproperties．Titaniumalloycylinderisauniversalpart．ButthereexitsJOrSofproblemsduringthemanufacturing

5、．Thecylinderisformedbydeepdrawing，akindofpanelformingtechnologywhichcangetalongercylinder,Asthedevelopmentoi’thecomputerhard＆softwareandtheFEM(finiteelementmethod)．FEMhavebeenadoptedasoneofthenewmethodstoanalysisandsimulatethepanelformingprocess．FEMcanforecasttheforming

6、lpadandthedistributionofstrain．stressdistributionduringthepanelformingprocess．FEMalsocansimulatethephenomenonofwrinkle，crackandspringback．FEMcananalysistheevervparameter’simpacttotheformingprocess．AdoptedFEM，thecostwillbereducedandtheengineeringtestcyclewillbeshorten．Th

7、emainprincipleoftheFEMsimulationisintroducedinthedissertation．Thedeepdrawingprocessofthe1、A2(puretitanium、cylinderisstudiedbyFEMsimulationtechnologyintheprqject，Abriefintroductiontotheprojoctanditsmainresultsareasfollows：AfterthethoroughstudyofthedeeDdrawingprocessofthe

8、TA2cylinder,apracticalelasto-plastieFEMmodelisestablishodandthekeytechnologicproblemsaredealtwithreasonably．Th