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文檔簡介
1、隨著現(xiàn)代航空航天事業(yè)的快速發(fā)展,其產(chǎn)品除了在數(shù)量方面得到大幅提升,整體結(jié)構(gòu)也將朝著重量輕、性能高和成本低的方向發(fā)展。超塑成形/擴散連接(簡稱SPF/DB)技術(shù)作為現(xiàn)代航空航天領(lǐng)域一種先進的制造技術(shù),利用其制造的多層板結(jié)構(gòu)具有重量輕、整體性能好等優(yōu)點,現(xiàn)已成功應(yīng)用于飛機的艙門、壁板、機身隔框以及航空發(fā)動機等。本文以TA15鈦合金為原材料,進行了四層板結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬和試驗研究。
首先利用高溫拉伸試驗進行了TA15鈦合金的超塑性能研
2、究。采用普遍使用的等應(yīng)變速率拉伸法,研究分析了TA15鈦合金在不同溫度和應(yīng)變速率下的拉伸情況。結(jié)果表明:TA15鈦合金在溫度920℃,應(yīng)變速率5.25×10-4s-1條件下具有最佳超塑性,延伸率可以達到1100%,應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m=0.57,K=1018,流變應(yīng)力在15MPa左右。
針對帶有加強筋結(jié)構(gòu)的四層板特點,在進行簡單四層板的數(shù)值模擬時,先對十字加強筋進行數(shù)值模擬,分析擴散接頭寬度與芯板厚度之比r=b/t0對芯板減薄
3、程度的影響。模擬結(jié)果表明:當r=2~3時,芯板減薄情況較為良好。在選取較合適的接頭寬度后,對簡單四層板進行了數(shù)值模擬,得出優(yōu)化的P-t曲線用于后續(xù)試驗研究。
最后在理論研究和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,進行了TA15鈦合金四層板成形試驗,并對成形件進行了表面質(zhì)量檢查、典型部位厚度分析以及擴散連接部位顯微組織分析等。分析結(jié)果表明:經(jīng)過數(shù)值分析優(yōu)化后的成形零件表面質(zhì)量完好,無溝槽、起皺等缺陷;整個成形件厚度分布較均勻,內(nèi)部加強筋直立情況良好
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