研究生硕士学位论文 TA2钛合金板材外缘翻边成形中的形状畸变现象研究_机械论文

　　研究生硕士学位论文 TA2钛合金板材外缘翻边成形中的形状畸变现象研究共83页，26491字
　　摘要
　　对TA2M钛合金板料进行了单拉试验，测定出该板料的主要性能参数，在此基础上利用PAM-STAMP软件对δ1.0mm和δ2.0mmTA2M钛合金板料的外缘翻边成形及卸载回弹过程进行了有限元数值模拟，对外缘翻边成形后试件产生的形状畸变现象给予了描述。室温条件下对TA2M钛合金板料进行了外缘翻边成形工艺试验，有限元数值模拟预测与成形工艺试验结论吻合效果良好。采用PAM-STAMP软件反算求解了外缘翻边理想模型的展开毛坯，以此寻求解决外缘翻边形状畸变问题的途径。
　　本文主要结论如下：
　　（1）通过对外缘翻边的卸载及回弹过程进行有限元数值模拟，揭示出室温条件下的外缘翻边成形试件会出现四种形状畸变现象：翻边壁厚分布不均、翻边高度分布不一致、外翻线端头向外隆起、竖边与腹板平面不垂直。并且δ1.0mmTA2M和δ2.0mmTA2M两种料厚的形状畸变规律一致。
　　（2）室温下的外缘翻边成形试验结果证实四种形状畸变现象真实存在，有限元数值模拟结果与工艺试验结果最大偏差为14.7%。可见，采用有限元数值模拟法预测形状畸变现象是非常可靠的。
　　（3）有限元数值模拟与工艺试验研究结果表明：毛坯周向尺寸和径向尺寸对钛合金室温外缘翻边成形试件的形状畸变程度产生了重要影响，形状畸变程度随着毛坯周向尺寸和径向尺寸的不同而不同。
　　（4）三点原因造成了TA2M钛合金外缘翻边成形后的试件产生了形状畸变现象：第一个原因是钛合金本身具有明显的各项异性，第二个原因是外缘翻边成形过程中变形区应力应变分布不均匀，第三个原因是毛坯尺寸的不精确。
　　（5）采用PAM-STAMP有限元数值模拟软件对外缘翻边理想模型进行了反算求解展开毛坯。对展开毛坯进行外缘翻边成形模拟计算后结果显示：反算求解法能够准确的计算出试件的展开毛坯尺寸，外缘翻边制件的几何精度得到明显改善，翻边高度不一致的形状畸变现象得以消除、竖边与腹板平面不垂直的畸变现象得以有效的避免、但另外两种形状畸变现象仍然存在。因此，反算求解法能够有效解决由板料尺寸造成的形状畸变现象，但无法彻底解决全部形状畸变问题。
　　关键词：钛合金板料；形状畸变；各向异性；外缘翻边；反算求解
　　
　　目录
　　第1章绪论 1
　　 1.1 引言 1
　　 1.2 钛合金板料的成形性能 1
　　 1.3 板料数值模拟的研究现状 2
　　 1.4 外缘翻边成形原理 3
　　 1.4.1 内凹外缘翻边成形原理 3
　　 1.4.2 外凸外缘翻边成形原理 5
　　 1.5　课题的研究意义及主要研究内容 6
　　第2章 TA2钛合金板料性能参数测定 7
　　 2.1 实验原理及试件制备 7
　　 2.1.1 实验原理 7
　　 2.1.2 试验制备 8
　　 2.2 实验设备 9
　　 2.3 实验流程 10
　　 2.4 实验数据处理 11
　　 2.5 本章小结 11
　　第3章 TA2钛合金板料外缘翻边成形有限元数值模拟 13
　　 3.1 板料成形有限元数值模拟原理及操作步骤 13
　　 3.2 板料成形有限元数值模拟求解算法 15
　　 3.2.1 静态隐式求解法 16
　　 3.2.2 动态显式求解法 16
　　 3.3 各向异性弹塑性模型 17
　　 3.4 TA2钛合金板料外缘翻边成形有限元数值模拟 18
　　 3.4.1 PAM-STAMP 2G数值模拟软件介绍 18
　　 3.4.2 有限元建模 19
　　 3.4.3 TA2M钛合金板料外缘翻边成形模拟结果 22
　　 3.5 TA2钛合金板料外缘翻边成形中形状畸变现象分布规律 25
　　 3.5.1 TA2M钛合金板料外缘翻边试件翻边壁厚分布规律 25
　　 3.5.2 TA2M钛合金板料外缘翻边试件翻边高度分布规律 28
　　 3.5.3 TA2M钛合金板料外缘翻边试件外翻线端头隆起高度规律 32
　　 3.5.4 TA2M钛合金板料外缘翻边试件竖边与腹板平面夹角分布规律 33
　　 3.6 本章小结 34
　　第4章 TA2钛合金板料外缘翻边成形工艺实验验证 36
　　 4.1 外缘翻边毛坯的制备 36
　　 4.2 外缘翻边试验设备 38
　　 4.3 外缘翻边成形工艺试验结果 39
　　 4.4 成形试件尺寸测量结果与数值模拟分析结果对比 43
　　 4.4.1 外缘翻边壁厚分布对比 43
　　 4.4.2 外缘翻边高度分布对比 48
　　 4.4.3 外缘线端头隆起高度对比 54
　　 4.4.4 竖边与腹板平面夹角对比 55
　　 4.5 本章小结 56
　　第5章外缘翻边形状畸变现象的原因分析及解决方法 57
　　 5.1 外缘翻边形状畸变现象的原因分析 57
　　 5.2 外缘翻边形状畸变现象解决方法 58
　　 5.2.1 钣金件毛料展开概述 58
　　 5.2.2 基于CATIA软件定义外缘翻边试件理想模型 58
　　 5.2.3 基于PAM-STAMP软件反算求解试件展开毛坯 59
　　 5.2.4 对反算求解后的展开毛坯进行外缘翻边成形模拟计算 59
　　 5.2.5 展开毛坯的外缘翻边成形数值模拟畸变现象分析 60
　　 5.3 本章小结 62
　　结论 64
　　参考文献 67
　　致谢 69

研究生硕士学位论文 TA2钛合金板材外缘翻边成形中的形状畸变现象研究

栏目导航

热门关键词

最新论文

随机论文