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厚壁椭圆形封头热拉深成形及有限元模拟

热加工工艺 2004年第9期33卷 44-45页

作者：周朝辉曹海桥吉卫中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

采用有限元模拟 ,分析了厚壁椭圆形封头的热拉深成形规律 ,用以指导坯料及模具设计 ,并进行了对比试验。

关键词：封头热拉深有限元模拟

航空发动机钛合金复杂型面零件的热拉深成形工艺

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锻压技术 2023年第10期48卷 60-66页

作者：乔旭东王鹏飞陈明和李春阳吴亚凤王富明冯栋南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 中航航发动力股份有限公司钣焊中心陕西西安710021

针对航空发动机整流罩屏零件的结构特点和拉深减薄问题,对TC1钛合金进行高温成形性能实验,基于有限元仿真模拟软件PAMSTAMP,对TC1钛合金零件展开后的坯料进行计算并模拟热拉深成形过程,将优化的模拟结果用于实际生产。结果表明:采用PAMS... 详细信息

针对航空发动机整流罩屏零件的结构特点和拉深减薄问题,对TC1钛合金进行高温成形性能实验,基于有限元仿真模拟软件PAMSTAMP,对TC1钛合金零件展开后的坯料进行计算并模拟热拉深成形过程,将优化的模拟结果用于实际生产。结果表明:采用PAMSTAMP仿真软件可以有效预测零件的拉深缺陷、优化钣金初始坯料和拉深成形工艺路线以及节约试制成本;在压边力为30 kN、拉深速度为3000 mm·s^(-1)和摩擦因数为0.12的条件下,采用优化后的对坯料进行3次热成形的工艺方案,可以获得减薄尺寸满足要求的整流罩屏零件。

关键词： TC1钛合金整流罩屏热拉深减薄高温成形性能

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2A12硬铝合金板热拉深成形极限图研究

锻压技术 2018年第1期43卷 170-176页

作者：刘健申儒林湛利华杨有良胡立彬李先梦中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

通过自主设计的热拉深成形专用模具,进行了在350~450 ℃范围内的2A12硬铝合金极限应变实验,并获得了其在该温度范围内的成形极限图,进而分析了在热拉深成形过程中温度对2A12硬铝合金成形极限的影响规律.基于***软件,分别应用最大载荷判... 详细信息

通过自主设计的热拉深成形专用模具,进行了在350~450 ℃范围内的2A12硬铝合金极限应变实验,并获得了其在该温度范围内的成形极限图,进而分析了在热拉深成形过程中温度对2A12硬铝合金成形极限的影响规律.基于***软件,分别应用最大载荷判断法、应变路径法以及二者相结合的3种失稳准则,对板材热拉深成形极限进行数值模拟分析.通过将数值模拟结果和实验结果进行对比,发现基于二者相结合的方法与实验结果吻合较好.并且基于不同的温度建立了2A12硬铝合金的热拉深成形极限的预测模型,为2A12硬铝合金在不同温度下进行构件实验奠定了理论基础.

关键词： 2A12硬铝合金热拉深成形极限图最大载荷判断法应变路径法 MSC.MARC

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Ti6Al4V钛合金盒形件热拉深成形

锻压技术 2023年第12期48卷 87-93页

作者：郭文平施立军曹江张邦孙桂川方刚贵州永红航空机械有限责任公司贵州贵阳550009 苏州伍玥航空科技有限公司江苏太仓215400 清华大学机械工程系北京100084 空装成都局驻贵阳地区第三军代室贵州贵阳550009

在分析Ti6Al4V钛合金板料热成形性能的影响因素的基础上,通过有限元仿真指导钛合金板的实际热成形零件工艺开发。首先,在钛合金板热单拉实验的基础上,总结温度和平均应变速率对Ti6Al4V钛合金的流动应力、成形极限及板厚方向性系数的影... 详细信息

在分析Ti6Al4V钛合金板料热成形性能的影响因素的基础上,通过有限元仿真指导钛合金板的实际热成形零件工艺开发。首先,在钛合金板热单拉实验的基础上,总结温度和平均应变速率对Ti6Al4V钛合金的流动应力、成形极限及板厚方向性系数的影响。然后,根据盒形件的几何特征,通过有限元仿真,分析了影响盒形件成形的3个因素,即成形温度、平均应变速率和板料方向,并获取最佳成形参数。最后,参考仿真得到的最佳成形参数,并根据实际成形效果进行微调,完成了盒形件的拉深成形。零件最终成形效果及零件减薄率与有限元仿真结果基本一致,证明有限元仿真能较准确地反映零件的实际成形状态,对确定盒形件热拉深的合理工艺条件具有显著的指导意义。

关键词： Ti6Al4V钛合金热拉深盒形件减薄率成形性能

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Ti-6Al-4V高强钛合金的热拉深成形

锻压技术 2020年第5期45卷 56-60页

作者：邵威邓沛然仇健桐杨瑾上海工程技术大学材料工程学院上海201620

采用模内加热的方式,研究了不同加热温度和工艺条件下0. 8 mm厚Ti-6Al-4V高强钛合金板的拉深成形情况,探讨了不同因素对Ti-6Al-4V高强钛合金薄板的拉深成形影响。结果表明:温度是影响Ti-6Al-4V高强钛合金板拉深成形的关键因素,随着温度... 详细信息

采用模内加热的方式,研究了不同加热温度和工艺条件下0. 8 mm厚Ti-6Al-4V高强钛合金板的拉深成形情况,探讨了不同因素对Ti-6Al-4V高强钛合金薄板的拉深成形影响。结果表明:温度是影响Ti-6Al-4V高强钛合金板拉深成形的关键因素,随着温度的升高,材料的拉深性能提高,在800℃时,极限拉深比达到最大值,较临界拉深温度300℃时的极限拉深比提高了45. 86%,极限拉深尺寸提高了45. 45%;随着温度的升高,拉深件的减薄率降低,厚度更加均匀。此外,压边力、润滑条件和冲压速度的变化对Ti-6Al-4V高强钛合金板的成形情况也具有较大影响。

关键词： Ti-6Al-4V高强钛合金薄板热拉深极限拉深比压边力冲压速度润滑

基于热拉深技术的车用轻量化高强7075铝板拉深性能研究

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锻压技术 2018年第5期43卷 76-79页

作者：崔华丽吴媛媛中原工学院信息商务学院

采用模内加热的方式,比较不同工艺条件下1 mm厚7075铝合金板料的拉深成形能力,研究高强7075铝板在热成形条件下的拉深性能。结果表明：随温度上升,高强7075铝板极限拉深的值持续增加,当温度达到450℃后,极限拉深比值开始逐渐降低,试样在... 详细信息

采用模内加热的方式,比较不同工艺条件下1 mm厚7075铝合金板料的拉深成形能力,研究高强7075铝板在热成形条件下的拉深性能。结果表明：随温度上升,高强7075铝板极限拉深的值持续增加,当温度达到450℃后,极限拉深比值开始逐渐降低,试样在300-400℃的拉深温度范围内可以获得最优的拉深极限;将热拉深速度设定在8.5 mm·s-1,成形过程可以达到1.96的最大极限拉深比值;最佳的成形温度在300-400℃之间。筒壁区域晶粒受拉应力作用被明显拉长;圆角区域只有部分晶粒出现被拉长的现象。

关键词：高强铝合金热拉深极限拉深比值微观结构轻量化

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AZ31镁合金筒形件热拉深成形

AZ31镁合金筒形件热拉深成形

作者：刘涛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

由于镁合金在室温下塑性差,难以进行常温下的塑性成形,这就限制了镁合金产品,尤其是难以用铸造工艺制造的镁合金板类件在结构领域内的应用。近年来,许多学者对镁合金高温下的变形行为和成形极限进行了研究,结果表明,镁合金的塑性随温度... 详细信息

由于镁合金在室温下塑性差,难以进行常温下的塑性成形,这就限制了镁合金产品,尤其是难以用铸造工艺制造的镁合金板类件在结构领域内的应用。近年来,许多学者对镁合金高温下的变形行为和成形极限进行了研究,结果表明,镁合金的塑性随温度的升高而明显改善,但有关成形温度、变形速度以及压边力对镁合金成形性能影响的研究较少。本文主要针对上述因素对镁合金成形性能的影响进行了研究。通过AZ31镁合金板材拉伸实验,研究温度对镁合金力学性能的影响,并通过镁合金的胀形实验,得到了不同温度下的成形极限图。实验表明,随着温度的升高,镁合金塑性得到显著提高;高温下,镁合金对应变速率比较敏感,随着应变速率的增大,镁合金塑性降低。通过AZ31镁合金筒形件热拉深数值模拟及热拉深实验,研究了压边力、凸凹模间隙、拉深速度、温度对平底筒形件和球底筒形件拉深成形的影响,结果表明,升高温度能够改善筒形件的壁厚分布,提高极限拉深比。在高温下,拉深速度增加,极限拉深比减小,并在225℃,拉深速度为1mm/s时,成功的制成了拉深比3.0的平底筒形件和球底筒形件。结合镁合金的温热性能与充液拉深的特点,还可以采用热充液拉深的方法提高极限拉深比。通过筒形件热充液拉深数值模拟,分析了液压对筒形件壁厚分布的影响,并通过自然增压热充液拉深实验,研究了自然增压对筒形件拉深的影响。

关键词： AZ31镁合金成形极限热拉深数值模拟充液拉深

TC4钛合金板材热拉深成形数值模拟与试验研究

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TC4钛合金板材热拉深成形数值模拟与试验研究

作者：郭天文哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钛合金钣金件由于轻质、高比强度、高低温力学性能好、耐腐蚀,而被广泛应用于航空航天、汽车、舰船等领域。钛合金板材室温下塑性变形范围窄小,成形困难,回弹严重,一般需要采用热成形加工。钛合金板材的热冲压成形是目前钛合金钣金件成... 详细信息

钛合金钣金件由于轻质、高比强度、高低温力学性能好、耐腐蚀,而被广泛应用于航空航天、汽车、舰船等领域。钛合金板材室温下塑性变形范围窄小,成形困难,回弹严重,一般需要采用热成形加工。钛合金板材的热冲压成形是目前钛合金钣金件成形的主要方法,钛合金板材在一定高温条件下,成形性能显著提高,利用传统的冲压工艺可以成形,但热冲压加工的模具和工艺要比冷冲压复杂。本文利用数值模拟和试验相结合的方式,研究了TC4板材的热拉深成形机理和工艺,为实际生产提供了有力的指导和参考。首先通过高温单向拉伸试验,测试了TC4板材在不同条件下的主要力学性质,分析了温度和应变速率对TC4板材的应力应变关系以及各向异性特性等力学性质的影响。为了研究TC4板材热拉深成形过程的变形规律,在高温单向拉伸数据的基础上,应用有限元模拟软件ABAQUS对TC4板材筒形件热拉深过程进行了弹塑性有限元数值模拟,分析了成形过程应力、应变和厚度的分布变化规律,揭示了成形件可能出现的缺陷;通过对不同工艺参数下拉深过程的模拟,研究了工艺参数对TC4板材热拉深成形、凸耳和回弹的影响规律。在数值模拟的基础上,设计和加工了一套TC4板材热拉深模具,进行了TC4板材的热拉深试验。结果表明,在770℃时拉深极限系数取得最小值0.461;凸耳和回弹都随着温度的升高而减小;总结了试验中出现的TC4热拉深的典型失效形式,为实际生产和科学研究提供了丰富的参考资料。

关键词： TC4钛合金板材高温单向拉伸试验数值模拟热拉深

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AZ31B镁合金板材热拉深成形及数值模拟

AZ31B镁合金板材热拉深成形及数值模拟

作者：王粒粒江苏大学

学位级别：硕士

镁合金以其重量轻、比强度高而日益广泛地应用于汽车、电子、航空航天等领域。由于镁晶体为密排六方结构,镁合金的室温塑性加工能力较低,因而很有必要研究镁合金的热拉伸性能,壳形件热拉深成形及其有限元模拟,为今后镁合金塑性加工提供... 详细信息

镁合金以其重量轻、比强度高而日益广泛地应用于汽车、电子、航空航天等领域。由于镁晶体为密排六方结构,镁合金的室温塑性加工能力较低,因而很有必要研究镁合金的热拉伸性能,壳形件热拉深成形及其有限元模拟,为今后镁合金塑性加工提供必要技术支持。本论文首先利用挤压+交叉轧制方式制备出了具有良好的冲压性能的、优质的AZ31B镁合金薄板。热拉伸实验表明:随着拉伸温度的增加,AZ31B镁合金热拉伸应力降低,延伸率呈增大趋势。镁合金热拉伸过程是软化与硬化相互作用的过程。在160～280℃范围内为延性断裂;在280℃以上时为沿晶断裂,镁合金热冲压的温度范围选为160～280℃。拉深模拟结果表明:凸模圆角与凹模圆角部位是拉深件应力较大区域,材料变形量大。拉深变形首先发生在凸模圆角部位,随后向筒壁转移;凸模圆角部位为拉深易开裂区,开裂区域呈现环形;筒壁开裂倾向小于凸模圆角部位,凹模圆角与平面凸缘部分为易起皱区。动摩擦与静摩擦系数越低,拉深极限值越大,动摩擦系数大于0.28,静摩擦系数大于0.4时,无法拉出完好的拉深件。热拉深试验表明:拉深速度、压边方式、凸凹模间隙和圆角半径、润滑剂的选择和热传递对镁合金的拉深成形具有重要影响。在较快的拉深速度下,断裂部位与板材成45°,属延性断裂;热传递造成板材温度不均匀,与凸模接触部分温度最低,凹模圆角部位温度最高,凸模温度太低,易造成板材激冷现象;凹模圆角部分温度较高将会造成板材晶粒长大。模拟凸凹模间隙为1.5t～2.1t,凹模圆角半径为9t～13t,凸模圆角半径为Υ凸模=(0.45～1)Υ凹模时能拉深出完好的镁合金拉深件,与实验结果吻合。液态聚四氟乙烯是AZ31B镁合金热拉深成形用良好的润滑剂。采用固定压边,在拉深温度为170℃,速度为2mm/s的实验条件下进行圆筒件热拉深,其极限拉深比达到2.6,建议采用变压边力能显著提高镁合金的拉深极限。运用模拟手段能有效模拟AZ31B镁合金薄板热拉深成形规律,对镁合金热拉深模具设计具有重要意义。在镁合金成形原理尚未探明之前,利用模拟手段进行重复性实验,可节约大量的时间和财力。

关键词： AZ31B镁合金交叉轧制热拉伸热拉深数值模拟