高强Ti-3Al-2.5V钛管温热弯曲性能仿真研究

摘要

高强钛管具有高比强和耐高压等优良特性,在先进飞行器液压和气动等关键管路系统中具有广阔应用前景.在数控绕弯基础上对管材施加热场,有望提高高强钛管弯曲成形性能.基于静力隐式和动态显式算法,以高强Ti-3Al-2.5V材料为对象,建立了高强钛管传热-温热弯曲过程热力耦合三维有限元模型,在25°C～400°C温度范围内,获得了不同热场条件下高强钛管数控温热弯曲成形性能.结果表明:管材内外侧整体升温,能显著降低高强钛管截面扁化、波纹度和壁厚减薄程度;与整体升温相比,通过控制内外侧温差变化,波纹度降低了20％,提高了高强钛管成形性能,获得了能实现小弯曲半径弯曲成形的合理成形温度区间:100°C≤Tin≤400°C,150°C≤Tout≤400°C.