典型航空结构件锻造过程仿真及残余应力研究

【类型】学位论文

【作者】王英来 

【关键词】 锻造 仿真分析 残余应力 淬火 振动时效

【摘要】在锻造生产中，存在着一些加工质量与加工效率问题：一方面锻造及后续的加工过程中的许多参数都是根据技术人员的经验或者是反复的试验来确定的；另一方面在生产新产品或制定新工艺时，工艺人员往往无法根据经验确定加工工艺，只能采用大量试验的方法进行研究。以上这些生产方法缺乏合理的理论指导，使锻件中的残余应力分布不合理，不但容易使锻件在锻造及后续的加工过程中出现加工变形、裂纹等缺陷，严重影响了加工质量，而且大量的试验会导致过多废品的产生，造成时间的极大浪费。本文以航空发动机中的离心叶轮为研究对象，以有限元原理及方法为基础，对离心叶轮的锻造过程进行仿真分析，得出锻造后锻件的残余应力分布，研究不同锻造速度情况下锻件残余应力的变化，得出有利于锻造加工的参数；在此基础上，对锻件不同温度的淬火热处理过程进行仿真计算，研究淬火热处理后锻件残余应力的变化，并探讨淬火温度对于残余应力的影响；以上这些过程都是针对锻造加工和淬火热处理本身进行的残余应力研究与优化工作，论文最后还讨论了利用振动时效的方法对锻件的残余应力分布进行优化的方案，并对振动时效过程进行仿真分析，得出锻件经过振动时效后残余应力的改善状况。上述研究成果为优化加工参数、改善残余应力分布，避免加工变形与裂纹提供了理论依据，对于提高加工质量与效率、降低成本、缩短周期具有重要的意义。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张以都

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