TA2钛合金板材外缘翻边成形中的形状畸变现象研究

摘要

对TA2M钛合金板料进行了单拉试验，测定出该板料的主要性能参数，在此基础上利用PAM-STAMP软件对δ1.0mm和82.0mmTA2M钛合金板料的外缘翻边成形及卸载回弹过程进行了有限元数值模拟，对外缘翻边成形后试件产生的形状畸变现象给予了描述。室温条件下对TA2M钛合金板料进行了外缘翻边成形工艺试验。最后采用PAM-STAMP软件反算求解了外缘翻边理想模型的展开毛坯，以此寻求解决外缘翻边形状畸变问题的途径。
　　本文主要结论如下：
　　(1)通过对外缘翻边的成形及卸载回弹过程进行有限元数值模拟，揭示出室温条件下的外缘翻边成形试件会出现了四种形状畸变现象：竖边边沿处厚度分布不均匀、翻边高度分布不一致、外翻线端头向外隆起、竖边与腹板平面不垂直。
　　(2)室温下的外缘翻边成形试验结果验证了四种形状畸变现象真实存在，有限元数值模拟结果与工艺试验结果最大偏差为14.7％，两者吻合情况良好。
　　(3)有限元数值模拟与工艺试验研究结果表明：毛坯尺寸对钛合金室温外缘翻边成形试件的形状畸变程度有重要影响，形状畸变程度随着毛坯尺寸的不同而不同。
　　(4)造成TA2M钛合金外缘翻边成形后试件产生形状畸变现象的原因有两方面：第一个是外缘翻边成形过程中应力应变分布不均匀，第二个是毛坯尺寸不精确。
　　(5)采用PAM-STAMP有限元数值模拟软件对外缘翻边理想模型进行了反算求解展开毛坯。对反算所得毛坯进行外缘翻边成形模拟，结果显示：反算求解法可以比较准确的计算出试件的展开毛坯尺寸，使成形试件的翻边高度不一致、竖边与腹板平面不垂直现象得以削弱。