第三章 锻造 DEFORM 模拟过程 13

3。1 DEFORM 软件介绍 13

3。2 模拟参数的设定 13

3。3 模拟流程 13

第四章 流线分析与参数优化 15

4。1 初始坯料高度对最终流线的影响 15

4。2 摩擦系数对最终流线的影响 19

4。3 径向阻力对最终流线的影响 21

4。4 圆角半径大小对最终流线的影响 22

4。5 锻造参数的优化 23

结论 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1。1 复杂盘形锻件的结构特点

复杂盘形类的锻件是指具有薄腹板、高筋或长耳子等难成形部位的盘形类锻 件，这类锻件大都用于飞机、汽车等上受力比较复杂的关键部位，通常都是非轴 对称的。因为复杂盘形类锻件大都是承载环向或径向载荷的，所以其流线通常被 要求沿着径向或环向分布，但是原始坯料却是多为流线沿轴向分布的圆柱形坯料， 因此该类锻件还非常会容易出现流线不顺、露头、涡流、穿流以及残留组织折叠、 裂纹等缺陷[1]。锻件的性能与内部组织结构密切相关，不同的组织结构对应不同 的力学性能。在外在条件一定的下影响锻件流线分布的因素很多，包括初始坯料 的高度、变形速度、摩擦系数、径向阻力等。复杂盘形类的锻件由于形状复杂， 各部位金属变形不均匀，将使锻后组织和性能难以预测和控制[2]。论文网

1。2 国内外复杂锻件的研究现状

1。2。1 锻件缺陷机理研究概况

1。2。2 锻件组织性能研究概况

1。2。3 数字化技术在锻造方面的研究概况

1。2。4 金属塑性变形流动方向的研究概况

1。3 本文的选题意义和研究内容

锻件产品在工业领域的应用越来越大，尤其是复杂类的锻件，被广泛应用在 飞机，汽车，船用等领域。此类锻件外形通常较为复杂、尺寸精度和力学性能也 要求较高，对于一些重要的承力构件，锻件的流线需要按照其几何外形分布。锻 件成形过程中，经常会伴随着金属流线缺陷，比如流线露头、涡流、穿流等缺陷。 所以，研究锻件的流线分布对提高锻件质量有重要的意义。目前，这些复杂的锻 件通过各种方法生产，一种方法是通过锻造或者轧制粗加工坯料，然后通过数控 加工或是化学铣削获得最终的产品，另一种方法是用焊接组装简单的锻件。上述 方法往往不仅导致浪费材料，高成本和严重的污染，而且导致金属流线在关键位 置被切断，这样在工业领域是不能满足要求的。另外，在锻造的过程中，因为其 锻造温度范围小，外部摩擦力和粘附力大以及强大的裂纹敏感性，很有可能会产 生缺陷，比如脱落、折叠、晶间裂纹、穿晶断裂、粗晶粒结构和混合晶粒结构。 上述提到的缺陷会对锻件的性能产生不良的影响。传统的采用基于经验的试错设 计方法，已经不能满足现在产品研发周期较短、市场反应快速、产品更替快的实 际需求。现在设计方法以引入模拟技术为主要设计手段，可以提高锻件的产品质 量、提高材料的利用率、提高了模具的使用寿命、减少了锤击次数、节约了能源、

缩短了产品的开发周期。这种模拟技术使得锻造更为科学化。与传统的锻造加工 技术相比，现代加工技术对毛坯和模具设计以及材料流动可控等方面要求更高， 所以引入计算机作为现代设计分析手段的工具已经成为人们的共识。研究复杂盘 形类锻件，优化预成型锻件参数，对提升锻造工艺设计水平、促进锻造领域技术 发展及进步具有十分重要的现实意义。