葉片精鍛成形性能分析及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、葉片是飛機(jī)和發(fā)電設(shè)備的基礎(chǔ)零件，其生產(chǎn)要求嚴(yán)格苛刻，生產(chǎn)需求量大。精密鍛造葉片不僅能夠節(jié)能減排還能提高其使用性能。精鍛中工藝參數(shù)會(huì)影響葉片的成形性能。筆者主要以某汽輪機(jī)葉片為例，對其進(jìn)行有限元基本理論分析、材料特性研究、三維建模、三維有限元數(shù)值模擬和工藝參數(shù)優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下：
　　1.采用拉格朗日算子和罰函數(shù)法對剛粘塑性有限元基本方程推導(dǎo)，選取牛頓-拉普森迭代法對離散后的有限元方程求解。
　　2.高溫條件下利用棒料壓縮

2、法對葉片材料進(jìn)行了研究，繪制了壓縮過程中材料的真應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，并得到了材料的熱變形方程。
　　3.在 UG中建立起葉片三維實(shí)體，對葉片和坯料實(shí)體進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。通過對葉片精鍛的力參數(shù)和幾何參數(shù)的分析，設(shè)計(jì)了其精鍛模具。
　　4.在 DEFORM-3D中對葉片精鍛成形過程和性能進(jìn)行了分析，得到了載荷變化，等效應(yīng)力分布及單因素條件下葉片材料損傷分布和模具磨損分布規(guī)律。
　　5將正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方差分析，二階回歸擬合，多

3、目標(biāo)函數(shù)，線性加權(quán)法和遺傳算法應(yīng)用到葉片精鍛的工藝參數(shù)優(yōu)化。以材料的損傷和模具的磨損為研究對象，分析了葉片的精鍛成形性能。通過二階回歸和線性加權(quán)法建立了工藝參數(shù)與葉片的精鍛成形性能之間的函數(shù)關(guān)系。將遺傳算法應(yīng)用于葉片成形性能工藝參數(shù)優(yōu)化。
　　6.通過葉片精鍛實(shí)驗(yàn)對比了仿真結(jié)果。通過精鍛后葉身材料的力學(xué)實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)了葉片性能。搭建了測試葉片裂紋深度的平臺(tái)。通過熒光法和實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合對結(jié)果驗(yàn)證。驗(yàn)證表明工藝參數(shù)優(yōu)化后葉片材料的損傷情況明顯