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- 航空叶片冷辊轧过程仿真分析
- 作者： 周道 来源： 东北大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 叶片 高温合金 辊轧力 成形规律
- 描述： 叶片辊轧是航空叶片制造的发展趋势之一,辊轧成形是将轧制引入锻造的一种塑性加工新工艺,工作过程平稳、所需设备吨位小、轧件力学性能好、生产效率高。由于叶片形状复杂、所使用的高温合金材料难变形,对其成形过程尚无深入的研究,缺乏规律性的认识,因而在实际生产中,开发一种叶片辊轧工艺要历经多次修模、花费大量设计调试时间。本文以实际生产中发动机叶片为研究对象,运用辊轧理论对辊轧力、辊轧力矩、前滑等辊轧成形工艺参数进行分析计算。建立坯料和模具的模型,利用体积成形软件对该叶片冷辊轧过程进行仿真,定量描述了各时刻变形区内等效应力、等效应变、辊轧力、速度场的分布情况,并由速度场进一步分析计算了前滑、展宽、压下量；将仿真得到的辊轧力、压下量与理论计算值对比,验证了叶片辊轧过程仿真的结果是比较准确的。另外,由于软件自带的材料模型对高温合金材料并不十分适用,为了使仿真结果更准确,本文通过用户子程序向软件中添加了一种粘塑性本构模型,并利用开发后的软件对辊轧过程进行仿真,所得结果与理论计算值更为接近。通过多组仿真,分别研究了摩擦系数和轧辊速度的变化对叶片辊轧成形规律的影响,结果表明：摩擦系数增大,辊轧力、前滑随之增大；轧辊转速增加,使得坯料整体速度增大,但金属流动速度没有明显的变化。本研究为叶片辊轧成形上艺参数设计、模具设计、预测载荷和成形缺陷提供了可靠的理论依据,在此基础上得到较完善的叶片辊轧成形规律,从而改进叶片辊轧工艺。