GH3030高温合金壁厚渐变锥形回转件强力旋压成形仿真及.pdf

２０１９年８月 西 北 工 业 大 学 学 报 Ａｕｇ． ２０１９ 第３７卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．４ ｈｔｔｐｓ：／ ／ ｄｏｉ．ｏｒｇ／ １０．１０５１／ｊｎｗｐｕ／ ２０１９３７４０７８５ ＧＨ３０３０ 高温合金壁厚渐变锥形回转件强力旋 压成形仿真及机理分析 １，２ １ １ １ １ 束学道 ，岑泽伟 ，王雨 ，李子轩 ，朱颖 （１．宁波大学 机械工程与力学学院，浙江 宁波　 ３１５２１１；２．西北大学 机械工程系，美国伊利诺伊州 埃文斯顿　 ６０２０８） 摘　 要：为了有效控制壁厚渐变锥形旋压件的变形，实现该类钣金机匣零件的精确成形，通过实验方 － 法建立了ＧＨ３０３０ 高温合金常温下真应力 真应变曲线方程。 在此基础上，建立了ＧＨ３０３０ 高温合金 壁厚渐变锥形回转件强力旋压有限元模型，采用有限元模拟和实验相结合的研究方法，对其强力旋压 成形进行仿真，详细分析成形中的等效应力场、应变场的分布特征，获得其分布规律，阐明了ＧＨ３０３０ 高温合金壁厚渐变锥形回转件强力旋压成形机理；并通过锥筒凸缘平面度实验测试对仿真结果进行 了验证。 研究结果为控制壁厚渐变锥形回转件成形质量提供理论依据。 关　 键　 词：ＧＨ３０３０ 高温合金；壁厚渐变；锥形回转件；强力旋压；成形机理 中图分类号：ＴＧ３０６　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１０００⁃２７５８（２０１９）０４⁃０７８５⁃０９ 　 　 壁厚渐变锥形回转件作为航空发动机钣金机匣 获得了强力旋压稳定状态下应力应变的分布规 ［６］ 零件的一种，多以高温合金为材料，具有形状复杂、 律 。 李虎等利用ＡＢＡＱＵＳ 软件，分析了ＴＡ１５ 钛 壁薄，成形后的脱模会引起工件残余应力释放，导致 合金薄壁壳体热旋过程中温度场、应力场、应变场和 ［７］ 工件变形难以精确控制，成形质量难以保证等问题。 壁厚的分布 。 詹梅等以ＡＢＡＱＵＳ仿真软件为平 强力旋压通过调整旋轮与芯模之间的间隙便可实现 台，分析了２种模型在贴膜性、径向应力应变等方面 ［８］ 工件壁厚的连续变化，具有变形条件好、材料利用率 的差异 。 杨合等采用数值模拟和实验相结合的 ［１］ 高、制品范围广等优点 。 因此，开展强力旋压成 方法，建立了复杂薄壁壳体复合旋压全过程仿真平 形壁厚渐变锥形回转件机理研究具有较大的工程意 台与模型，对不同条件下其复合旋压及其特征结构 义。 关于回转件强力旋压成形机理研究的研究，近 旋压过程中的塑性变形行为和成形缺陷的产生机理 ［９］ 年来国内外学者主要采用有限元仿真技术开展研 进行了深入研究 。 王大力等采用错距旋压法加 究。 Ｍｏｈｅｂｂｉ和Ａｋｂａｒｚａｄｅｈ采用仿真与实验相结合 工ＧＨ４１６９镍基高温合金筒形件，探索了错距流动