高筋薄腹板结构件成形规律的物理模拟

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1、西北工业大学工学硕士学位论文摘要在非对称高筋薄腹板复杂结构锻件的成形过程中，由于变形程度很大，金属流动情况异常复杂，容易产生回流、折叠等成形缺陷，因此对预制坯的体积分配、润滑以及模具的设计等要求很高。为了发现此类锻件成形过程中金属流动的规律，以及金属在型腔内的填充情况，本次试验采用等温成形的方法对“Z”字形、“L1”字形、“H”字形截面复杂构件进行物理模拟研究，以优化毛坯尺寸、形状探索出最优化的成形模具结构参数工艺。通过铅、铝合金等材料对具有不同高宽比(局部最大高宽比为21:1)、非对称的并有“Z",“u”、"H”字形截面的钦合金薄腹板(腹板

2、厚仅为2.5mm)框结构件的等温成形过程的物理模拟发现，金属向半径增大的凸弧方向流动快于向半径减小的凹弧方向流动;使用非等宽度毛坯情况下，窄板处金属体积少，网格畸变严重。用铝合金模拟钦合金等温成形时，由于材料本身刚度大，流动性差充填具有大高宽比筋的结构件需多次修整中间毛坯。成形后出模翘曲变形不明显，因此，用铝模拟钦合金等温变形更接近实际情况。关键词钦合金等温成形;高筋薄腹板结构件;物理模拟:金属充填性:金属流动规律西北工业大学工学硕士学位论文AbstractForformationprocedureofasymmetryaerofoilcom

3、ponentwithhighribandthinweb,itisdifficulttoexaminelawsoffillpatternandlawsofmetalflow.Theflawscanbebroughtifthedieandbilletaredesignednocorrect,atthesametime,itisalsoneededthewelllubricate.Inordertofindtheflowlawofmetalandmetal'sfillingcapacityoftheseforging,thephysicalsimu

4、lationtestsarearranged.TheisothermformationphysicalmodelingofunsymmetricalaerocraftframepartwithZ,'I,andHshapetransversesectionhasbeendonewithleadandLF21aluminiumalloyinthisinvestigation.Theresultsofmodelingshowtheflowofmetaltowardconvexarctoaddradiusisfasterthanflowofmetal

5、towardconcavearctodecreaseradius.Thedeformationofnetsisverybigatnarrowlocationduetolessmetalherewhensamewidthribwasfilledwithdiferentwidthbillet.ThemoretimesdeformationsisneededinfillingribwithgreaterrateatheightandwidthwithLF21aluminiumalloymodeling.Itmakestheformingproces

6、sbemoreapproximatepracticaldeformationofTitaniumalloy.Thetheoreticalandexperimentalfoundationhadbeenprovidedfordeterminingthebilletwithappropriateshapeanddimension,andtheformationprocessingparameterbythisexperiment.Aboutparametersofdesigningframestructuralformingdiehavebeen

7、provided西北工业大学工学硕士学位论文simultaneously.KEYWORDSisotherm拟eformationofTitaniumalloy;aerocraftframecomponent;physicalmodeling;metal'sfillingcapacity;flowlawofmetalIII第一章绪论第一章绪论1.1钦合金的发展和Ti-1023的研究应用现状随着航空航天工业的发展，飞机设计的结构效益和结构完整性的综合要求日益提高，这不仅给结构件的设计而且给结构件的选材提出了高的要求，同时也对减少零件的制造成本提出

8、了高的要求【’〕。钦合金是40年代投入生产的金属材料，其主要特点是比强度高，塑性好，耐热耐蚀性能优良，因而它被广泛应用于航空航天，导弹，舰船等行业。随着飞机飞行速度