叶片模锻过程中微观组织演变的数值模拟研究

西华大学硕士学位论文叶片模锻过程中微观组织演变的数值模拟研究姓名：周盛申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：傅建20090501叶片模锻过程中微观组织演变的数值模拟研究作者：周盛学位授予单位：西华大学相似文献(8条)1.期刊论文林南.傅建.彭必友.李金燕.王久石.刘琴.LINNan.FUJian.PENGBi-you.LIJin-yan.WANGJiu-shi.LIUQin锻坯/模具界面摩擦对汽轮机叶片模锻成形的影响-锻压技术2007,32(5)汽轮机叶片是将蒸汽能转换成机械功的关键部件,叶片精锻是叶片锻造的发展趋势.本文利用数值模拟方法,仿真了叶片金属在锻模型腔内的流动和成形过程,论述了摩擦条件对叶片精锻成形规律的影响.在锻坯金属变形充模的3个阶段,分析并讨论了不同的界面摩擦因子m对叶片模锻成形规律和模具失效的影响.数值实验结果表明:随着界面摩擦因子的增加,克服坯料金属界面流动阻力所需的附加模锻载荷增加,叶片锻件不同区域内的最大最小温度差、最大最小等效应变差,以及最大最小等效应力差增加;与此同时,锻模型腔局部最大等效应力和最大温度也增加.2.期刊论文傅建.谢彬.林南.钟杰.FUjian.XIEbin.LINnan.ZHONGjie数值模拟技术在汽轮机叶片模锻成形中的应用-锻压技术2007,32(2)有许多因素影响汽轮机叶片的模锻生产质量,例如,材料性质、毛坯外形及尺寸、模锻方式及工艺、模腔结构与锻压设备等.本文针对某汽轮机叶片的模锻生产,应用数值模拟技术,分析和探讨了改进模锻工艺、提高产品质量、防止模具过早失效的途径.模拟结果与生产实践表明:在保证坯料金属完全充满模腔并压实的前提下,适当减少锤击次数,既能降低模具损坏几率,又可节约锻打能源;尽量采用较大的过渡圆角半径,以便抑制模锻叶片根部折叠等缺陷的产生;界面润滑有利于模锻叶片成形;模具型腔局部高温和高应力的交互作用是造成模具过早失效的重要原因.3.学位论文林南毛坯形状与尺寸对叶片模锻及节能节料影响的研究2007本文研究了毛坯形状与尺寸对叶片模锻及节能节料影响。文章以汽轮机叶片模锻成形过程为基础，应用有限元分析软件DEFORM-3D开展毛坯形状与尺寸对叶片模锻质量和模具工作状态影响的研究，以解决叶片模锻中的材料利用率及能源节约等问题。通过对比、分析了不同结构的毛坯对变形温度与等效应力应变的影响来确定可行的开坯形状；通过正向模拟技术与黄金分割实验法优化了坯料尺寸与体积；通过分析模具的工作状态预测模具的失效部位，并提出了预防措施。4.会议论文谢彬模锻叶片成形过程的数值模拟研究2006叶片是汽轮机中极为重要的零部件,它是汽轮机的心脏,是汽轮机获得动力的源泉.由于模锻叶片具有金属流线连续,综合机械性能好,加工余量小等优点,因此,汽轮机叶片多采用模锻方式成形.为解决叶片模锻成形中出现的各种问题,优化模锻工艺,节约原材料和能源,提高模锻叶片质量,延长模锻模具寿命,有必要对叶片的模锻过程进行认真研究.研究叶片模锻过程的方法一般可分为物理模拟法和数值模拟法.大规模生产叶片锻件在朝着轻量化、高精度方向发展的同时,要求降低模具费用,节约原材料,缩短生产调试时间.实现这些目标如果仅仅依赖传统的物理模拟法是不行的,因此,数值模拟就显得尤为重要.本文采用刚(粘)塑性有限元法,借助deform软件对321模锻叶片在5吨模锻锤上的成形过程进行了模拟分析,并重点研究了温度、载荷、锤击次数、摩擦润滑,以及坯料形状、摆料位置、模腔工艺结构等因素对模锻叶片质量和模具失效的影响.研究结果表明:利用数值模拟实验分析和预测坯料金属在模腔内的流动过程,以及温度、受力等变化,可以为开坯工艺、模锻工艺和模腔工艺结构的改进或优化,以及控制产品质量提供有用信息;在保证质量和满足工艺的前提下,适当减少锤击次数,可以提高生产效率和节约能源.同时,借助数值模拟的三维图像,还可以了解飞边的形成及分布;分析润滑对叶片成形和模具的影响,以便选择更适合叶片模锻的润滑剂;根据模具温度的变化和受力情况,分析模具失效原因,预测失效部位及类型,以制定有效措施来控制模具失效.5.期刊论文张国新.ZHANGGuo-xin汽轮机叶片锻坯优化设计-锻压技术2008,33(4)分析了汽轮机叶片锻坯设计所存在的问题:锻件飞边不均匀、试锻次数多等缺点;介绍了汽轮机叶片锻坯优化设计方法、步骤及其关键技术;借助于有限元正向模拟的方法,通过对叶片模锻成形模拟分析,得到了较为合理的叶片锻坯形状与尺寸.以RL1016叶片锻坯设计为例,进一步阐述了采用合理的经验参数初步设计汽轮机叶片锻坯,应用有限元数值模拟进行检验,经生产实践证明是可行的.这种设计方法提高了材料利用率,减少了试验次数,甚至可取消试锻,对于形状类似锻件的工艺设计有参考价值.6.期刊论文钟杰.郭成.胡楚江.ZHONGJie.GUOCheng.HUChu-jiang汽轮机叶片材料高温变形行为及模锻参数优化-塑性工程学报2008,15(6)采用试验与数值模拟相结合的方法对300MW汽轮机某级动叶片材料高温变形行为及模锻参数优化进行了研究.对1Cr12Ni2W1Mo1V合金进行的高温热模拟试验表明,该材料高温压缩下的流变应力符合双曲正弦函数关系.建立了该材料的高温本构方程,充实了不锈钢的高温材料性能库;应用所建立的材料本构方程,对叶片模锻过程进行了数值模拟,正交模拟试验的结果表明,模具飞边槽桥部宽度b对模锻成形质量影响最大,依次为坯料大头过渡圆角半径r1、模具飞边槽桥部高度h和坯料小头过渡圆角半径r2;生产中采用优化的叶片尺寸及模具结构参数,使材料利用率提高了6.43%,锻打次数减少了2次,终锻件的尺寸精度有了大幅度提高.7.期刊论文周盛.傅建.王涛.ZHOUSheng.FUJian.WANGTao基于CA法对叶片成形中动态再结晶的模拟研究-热加工工艺2009,38(5)对汽轮机叶片模锻成形过程进行三维数值模拟试验研究,获得应力、应变、应变速率、温度分布等信息.采用一类动态再结晶二维元胞自动机模型,模拟了加工硬化、动态回复、形核及再结晶晶粒长大等一系列过程,可以得到变形过程中位错密度的变化,晶粒形态及晶粒的取向和大小,并分析了不同应变和温度下微观组织的演变.模拟结果与动态再结晶生长动力学理论吻合较好.8.学位论文曹竟成汽轮机叶片模锻工艺CAD与模锻过程有限元分析2006叶片是电站汽轮机的重要零件，在汽轮机的能量转换过程中起关键作用，是汽轮机的“心脏”，叶片的质量直接关系到汽轮机的工作效率。因此，提高叶片的设计水平和制造水平是一项重要的工作。本文针对叶片锻造工艺设计的技术要求，在总结了工厂经验的基础上，以Unigraphics(NX)为开发平台，应用参数化的思想，对叶片精锻模具CAD二次开发做了进一步深入的研究。另外，采用DEFORM-3D软件，对叶片模锻过程进行了三维有限元模拟。主要内容如下：本文分析了叶片模锻设计中平衡角的各种确定方法，在工厂长期对叶片锻件叶身设计的基础上，总结出四种精锻叶片型线修整方法的方法，并对叶片锻件三维实体造型进行了研究。针对叶片锻件叶身设计的型线修整方法，本文在UG平台上应用UG的通用开发语言UGOpen/GRIP，采用参数化的思想开发了型线修整GRIP程序。本文以UG软件作为平台，采用开发语言UG/OpenGRIP和人机交互的开发方法，开发出了叶身型线数据点自动读取输出程序。本文以叶片成形为三维非稳态塑性变形问题，利用商用有限元软件DFORM-3D对叶片成形作了有限元模拟，研究了叶片锻件整体以及各个典型截面的金属流动情况；通过对各个典型截面的应力场、应变场的分析，得出叶片模锻过程的成形规律；总结了叶片模锻成形的变形规律。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：7209e0a1-ab2d-4e14-b352-9de300c8ab17下载时间：2010年8月31日