航空发动机叶片辊锻回弹及模具补偿研究

【类型】学位论文

【作者】孟金玲 

【关键词】 辊锻回弹 模具补偿 模具型面重构 样条光顺

【摘要】叶片无余量精密辊锻成形技术具有制造成本低、加工工序少、生产周期短、生产效率高、疲劳性能好,产品的组织性能较常其它造工艺更为优异等特点,作为叶片制造的先进技术倍受发达国家的重视,是当今航空发动机制造业应广泛采用的先进技术。在过去的辊锻成形研究中,由于塑性变形远远大于弹性变形,所以人们常常忽略了成形后的回弹问题。但是回弹现象的存在一直影响着成形质量和尺寸精度,随着精锻成形技术的不断发展,零件几何精度要求的提高,回弹预测以及回弹补偿控制已成为精密锻造成形工艺中迫切需要解决的问题。随着有限元技术在成形领域的不断发展,有限元数值模拟技术已成为处理成形回弹问题的有效手段之一。首先,本文在参考大量的国内外文献资料的基础上,阐述了回弹预测及补偿控制问题研究发展现状和研究成果。其次,介绍了有限元数值模拟分析软件ABAQUS中回弹数值模拟一般过程,建立了叶片的回弹有限元分析模型并进行了数值模拟分析,通过能量历史综合评估验证动态显示方法下成形模拟结果的正确性,为采用静态隐式方法模拟回弹做好前期准备。接着,利用对应点矢量方向反向偏移补偿法对模具型面进行补偿,将补偿后所得节点数据进行曲面重构,生成修模需要的模具型面。其中,本文基于UG的二次开发技术,运用矩形域参数曲面重构中先将数据点拟合成曲线,再通过曲面造型的方式将曲线构建成曲面,实现模具型面的三维重构。并重点研究了曲面重构过程中样条的光顺问题,采用交互光顺算法对三次B样条曲线进行了光顺研究,并得取得了良好的光顺效果。本文采用理论分析、有限元数值模拟和逆向工程技术相结合的方法,进行了基于对应点矢量方向反向偏移的回弹补偿研究,提出能有效控制叶片辊锻成形回弹问题的具体方法,对提高航空发动机叶片的成形质量和生产效率有重要的指导意义。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】东北大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】孔祥伟

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