基于優(yōu)化載荷控制的鈦合金多層板SPF-DB數(shù)值模擬研究.pdf

1、超塑性成形／擴散連接(簡稱SPF/DB)工藝，是航空航天領(lǐng)域成形研究的重要內(nèi)容之一。鈦合金多層板結(jié)構(gòu)由于其良好的結(jié)構(gòu)形態(tài)、較輕的零件重量和簡化的零件數(shù)量，一直以來是SPF/DB工藝應(yīng)用的重點。目前鈦合金SPF／DB工藝雖已進入使用階段，但根據(jù)航天科工306所以及航空625所在試件研制過程中遇到的問題，成形質(zhì)量和穩(wěn)定性有待提高，針對多層板工藝參數(shù)和成形質(zhì)量的研究仍需深入，具有理論參考價值的成形工藝研究仍是目前的急需。 有限元方法作

2、為成形方法的輔助分析工具，可以簡化繁瑣的試驗，以直觀的方法得到對實際成形具有參考性的結(jié)論。本文圍繞鈦合金多層板SPF/DB的關(guān)鍵問題，以實際工藝與試驗為基礎(chǔ)，通過有限元軟件ABAQUS對其進行了研究和探討。 本文首先討論了超塑性成形和擴散連接的原理和力學(xué)特性，繼而討論了超塑性成形過程中的影響因素、變形機理和組織變化；然后對鈦合金彈翼四層板超塑性成形/擴散連接結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點以及尺寸進行了研究，同時對其工藝流程做了概述。

3、在理論和試件工藝的基礎(chǔ)上，本文利用ABAQUS/Standard，將成形過程的應(yīng)變速率ε、應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m以及成形壓力加載方式P-t曲線綜合考慮，通過控制成形過程的ε，求算成形過程優(yōu)化壓力加載控制曲線。通過對單孔超塑性和四層板夾層結(jié)構(gòu)SPF/DB成形的數(shù)值模型分析，得到了數(shù)值模擬下的優(yōu)化載荷控制曲線、成形質(zhì)量和成形厚度分布。對比應(yīng)變速率對成形的影響，證明10<'-3>s<'-1>為最佳成形應(yīng)變速率。 文章最后對試驗方案以及工