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- 航空铝合金构件成形规律及工艺优化研究
- 作者： 陈佳 来源： 哈尔滨理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空铝合金 精密模锻 有限元分析 模具设计
- 描述： 随着航空航天工业向高科技、高速化的方向发展，飞机轻量化的要求日益迫切。目前，越来越多的航空结构件采用高强、高韧的铝合金模锻件，7075铝合金作为一种新型高强铝合金，广泛应用于航空领域。精密模锻技术在以航空工业为代表的特种合金高可靠性、高安全性锻件的需求推动下，正朝着节能、环保、精密、高效、优质和低成本的方向发展。本文利用CAD/CAE/CAM一体化三维软件Pro/Engineer对航空手柄构件及枝杈型构件进行了预制坯方案的设计，并对枝杈型构件进行了模具设计。以Deform-3D有限元模拟软件为平台，对7075铝合金航空构件精密模锻工艺进行模拟研究，分析不同预制坯方案各因素对金属成形过程的影响。首先优化了所建有限元模型的热模锻成形工艺参数，在始锻温度为430℃，凸模下行速度为2mm/s，摩擦系数为0.3的工艺条件下，对比分析不同预制坯的金属充填流动行为、流速矢量场分布、等效应变特征、温度及位移-载荷变化规律，并预测了锻件的粗晶缺陷、充不满缺陷、流线紊乱缺陷等，揭示成形过程中缺陷的形成机理，最终获得充填良好、变形均匀的预制坯形状。通过模拟对比分析可知：对于航空手柄构件，采用方案三进行模锻成形时，金属的变形均匀性良好，材料利用率高，所需成形载荷最低，可获得质量较高的锻件；枝杈型构件采用方案二模锻时，锻件成形完整性最好，温度变化稳定，所需成形载荷仅为方案一的29.5%。最后通过实验，对枝杈型构件工艺方案和模具设计的合理性与科学性进行了验证，并得到符合精度要求，且无冶金缺陷的锻件，因此，方案二为理想的预制坯方案。本课题的研究成果对同类铝合金锻件的生产，以及相关的模具设计提供了理论依据和实践基础，并可直接用于指导生产。