ta15合金锻造过程的数值模拟

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1、一一一一一一一一一一一一一一a-,摘要TA15合金是一种近a型钦合金，具有成形温度范围窄，局部容易过热，成形载荷较大等特点，给成形带来了较大困难。为了更好地理解TA15合金连接件在成形过程中的变形规律及其影响因素，避免大量人力、物力和财力的浪费，有限元技术在研究零件成形过程中发挥了重要作用，它为预测成形过程中的变形行为、可能产生的缺陷和确定最佳工艺参数等提供了理论依据。本文对TA15合金的高温流动行为进行了系统研究，利用动态材料模型绘制了TA15合金的热加工图，确定出了TA15合金高温变形时的最佳工艺参数范围。以TA15合金高温变形的应力一应变曲线的特征分析为基础，建立了TA15合

2、金高温变形时的流动应力模型。该模型不仅考虑了变形温度、应变和应变速率对变形行为的影响，而且使用方便。流动应力模型的计算值与实验值的平均误差为7.65%a验证结果表明，TA15合金高温变形时的流动应力模型能较好地描述合金的高温变形行为，为提高数值模拟精度提供了一定条件。将TA15合金高温变形时的流动应力模型祸合到有限元中，建立了有限元变形一传热藕合的模拟系统，并对TA15合余连接件的等温锻造过程进行了二维变形一传热祸合模拟和三维变形模拟。研究变形工艺参数，包括变形温度、上模速度、摩擦及圆角半径对零件成形过程中应力、应变和温升的影响，计算了各种变形条件下的位移一载荷曲线。研究结果表明，

3、上模速度和变形温度对零件成形影响显著。此外，本文还研究了不同变形方式对TA15合金连接件成形过程的影响。上述研究为TA15合金连接件的等温锻造工艺的优化设计及质量控制提供了理沦和技术上的支持。关键词TAl5合金;等温锻造;热加工图;流动应力模型:数值模拟两北工业大学一「学硕士学位论文AbstractTAI5alloyisanear-atitaniumalloy.ThedeformationoftheTA15alloyisdifficultbecauseofnarrowprocesswindow,localoverheatingandhighresistanceofdeformati

4、on.TounderstandthedeformationbehaviorandtheefectofprocessparametersondeformationoftheTA15alloyduringhightemperatureforminganddecreasewastingoftime,manpowerandcost,ItiswellknownthatFEtechnologyisaperfectmethodandhasplayedimportantpartinthestudyonthemetalformingprocesses,whichcanprovidescientifi

5、cfoundationforpredictingwhetherdefectsoccurringornotanddeterminingtheoptimalprocessparameters.Inthispaper,thehightemperaturedeformationbehaviorhasbeeninvestigatedandtheprocessingmapofTAI5alloyhasbeenestablishedaccordingtodynamicmaterialsmodeling,whichcanmakecertaintheoptimalparametersduringthe

6、isothermaldeformation.Basedonthecharacteristicsofthestress-straincurvesoftheTA15alloyduringhightemperaturedeformation,aflowstressmodelofTA15alloyduringhightemperaturedeformationhasbeenestablishedbytheisothermalcompression.Intheflowstressmodel,theefectofthesethermomechanicalparametersontemperat

7、ure,strainrateandstrainhasbeentakenintoaccount.Furthermore,itiscapableofrevealingefectivelythehightemperaturedeformationbehaviorduringisothermalforgingprocesses.Meanwhile,thepresentmodelischecked.Thecomparisonofthecalculatedresultswitht