Al-Cu-Mg-Zn超硬铝合金盘类构件塑性变形性能及锻造成形工艺的研究

目的 为了有效改善Al-Cu-Mg-Zn超硬铝合金盘类锻造构件成形精度和力学性能.方法 通过对代号7A04的Al-Cu-Mg-Zn系超硬铝合金进行热压缩实验,分析其流变行为;通过应力-应变数据,建立本构方程及热加工图.将构建的7A04超硬铝合金材料模型导入有限元分析软件中,同时对锻件成形过程进行仿真模拟并优化.结果 获得了基于Arrhenius模型的流变应力本构方程;确定了7A04超硬铝合金最适宜的加工区域,为后续的仿真模拟提供指导;基于7A04超硬铝合金盘类构件锻造成形有限元仿真模拟分析结果,获得了变形均匀锻件的最优方案.结论 通过全尺寸锻造生产实验对模拟分析结果进行验证,获得了变形均匀且无锻造工艺缺陷的7A04超硬铝合金盘类构件.     

航空接头锻件等温锻压成形工艺

为了提高航空锻件的综合性能,通过等温锻压工艺研究了航空接头锻件的成形过程,采用Deform3D有限元软件对高筋薄壁铝合金航空接头锻件的锻压成形工艺进行了仿真研究,在实验室油压机上开展了缩比(1∶5)锻件的成形工艺实验.研究结果表明:在坯料与模具温度均为450℃、成形速度为0.1 mm/s的等温模锻工艺下,材料变形抗力比常规热模锻降低70%,材料在模腔中的流动性提高,锻件充填完好,锻件变形均匀,应力集中降低;等温锻造工艺可使锻件获得流线顺畅、晶粒细小、力学性能优良的纤维组织,避免了热模锻易出现的涡流、折叠、穿流、充填不满等锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件锻压成形工艺的制订提供了依据.     

Ti–6Al–4V钛合金筋板类吊挂锻造成形工艺优化及模具磨损研究

目的 改善Ti–6Al–4V筋板类吊挂锻件成形缺陷,降低模具磨损。方法 通过对原始工艺中存在的折叠、充填不满等缺陷进行分析,揭示局部飞边高度对锻件充填的影响,进而优化终锻模具局部飞边高度;通过增加预锻件筋条等几何特征,对预锻模具结构进行优化设计,并分析塑性变形时筋条区域金属材料的流动情况。结合BP神经网络技术,分析锻造工艺参数对终锻模具磨损的影响,并对工艺参数组合进行优化设计。结果 基于局部飞边高度对锻件充填效果的影响规律,确定最佳局部飞边高度为4 mm;通过增加预锻筋条优化预锻件结构,从而有效避免折叠缺陷;将BP神经网络技术与数值模拟结合,得到了最优工艺参数组合,有效降低了锻造模具的磨损量。结论 通过实际锻造生产试验对模拟分析结果进行了验证,固化了最佳模具结构与工艺参数组合,获得了变形均匀且无工艺缺陷的钛合金发动机吊挂锻件。     

TA15钛合金"H"型结构等温局部加载成形工艺研究

本工作基于DEFORM3D平台,针对筋板类构件建立了等温局部加载有限元模型,模拟分析了局部加载过程中分模面位置、成形参数与加载次序对筋的充填和初生α相晶粒尺寸的影响规律.结果表明:分模面位置设在筋处时比分模面位置在腹板处时,筋的充填性好,初生α相晶粒尺寸分布均匀;改变局部加载成形参数,即增大横向筋和腹板、纵向筋和腹板之间的圆角半径,分模面处的纵向筋和横向筋的充填深度差增大;增加上模压下速度,筋的充填深度减小,初生α相晶粒尺寸增大;加载次序对初生α相的晶粒尺寸影响不显著.     

铝合金口盖近净成形关键技术研究

对铝合金口盖的等温成形过程进行了试验研究和有限元模拟,分析了不同加载方案对金属变形流动的影响规律.研究结果表明,局部加载等温精密模压工艺可以有效地控制金属的变形流动和提高金属充填模具型腔的能力,避免充不满、折迭和穿筋等缺陷,获得了成形质量良好的筋板类构件.     

鼓包竖板拉延成形的有限元模拟

简单介绍了铝合金板的冲压成形性能,应用有限元模拟技术,分别采用普通钢板和铝合金6009对鼓包竖板的拉延成形进行了有限元模拟,对比结果,分析了差异产生的原因.应用等效拉延筋,对材料采用铝合金板的模拟结果进行改进,较好地改善了起皱缺陷,最终提出了合理的工艺造型方案,为指导和改进拉延模结构设计提出可靠的理论依据及相关设计参数.同时,为该零件确定了合适的材料.     

变形程度对复杂铝合金锻件组织性能的影响

为确定最佳成形工艺,通过拉伸试验、金相观察、TEM和SEM观察等方法,研究了不同制坯变形程度对7A09铝合金复杂筋板类锻件组织性能的影响.实验结果表明:随着制坯变形量的增加,所得锻件的强度和硬度升高,而塑性和抗应力腐蚀性能下降;随制坯变形程度的增加,热变形时储存的变形能增多,可以得到更加细小的晶粒,而且储存变形能的增多有利于固溶程度的提高和强化相的析出,因而可以提高锻件的强度和硬度.晶粒细化使晶界面积增加是造成电导率降低的主要因素.因此,在设计成形工艺时,应根据零件按上述规律来调整变形程度.     

复杂构件锻造预成形坯料设计综述

锻件预成形坯料设计是保证成形工艺顺利进行、获得无缺陷锻件、降低锻造载荷的关键环节。对于大型复杂构件,其预成形坯料形状影响到制坯工艺的周期、成本、预成形组织性能。分别从基于反向模拟技术的预成形坯料设计、基于优化设计方法的预成形坯料设计、基于正向过程分析的预成形坯料设计等方面,评述了复杂构件锻造预成形坯料设计的国内外研究现状,指出了大型筋板类构件的预成形坯料形状要求以及设计方法。     

一种挖掘机斗齿多向精密成形工艺研究

目的研究挖掘机斗齿多向精密锻造成形工艺。方法根据挖掘机斗齿的结构特点,设计一种多向精密成形工艺方案。使用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行模拟,分析锻造过程中的载荷-行程曲线和金属流动规律,最后设计模具并进行工艺试验。结果通过数值模拟与工艺试验,获得了成形过程中的工艺参数,揭示了挖掘机斗齿多向精密成形过程的变形规律。结论提出的多向精密成形工艺方案成形挖掘机斗齿没有超出模具的许用应力范围,工艺试验获得的锻件充填饱满,无锻造缺陷。     

基于响应面法橡皮成形侧压块参数优化及验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要的成形工艺,为提高典型零件橡皮成形的效率,针对橡皮成形过程中产生的起皱问题,基于响应面法对侧压块参数进行优化.首先对新淬火状态下的铝合金板料进行材料试验,分析了其成形性能指标参数,为有限元模拟提供材料本构关系与模型;然后以起皱量化为优化目标,将凸弯边的最大增厚率作为侧压块优化的目标函数,为得到典型零件橡皮成形侧压块精确的几何参数,采用Abaqus有限元软件对带侧压块成形过程进行正交模拟试验,得出侧压块几何参数对起皱指标影响程度的主次关系,并得到最优的参数水平组合.基于响应面建模方法建立了侧压块最优几何参数和起皱指标之间的多项式关系,并用遗传算法进行参数优化,利用优化后的工艺参数进行有限元模拟,阐述了侧压块防皱原理;最后通过实际成形试验,验证了有限元模拟的可行性和优化方法的可靠性.