FORMT有限元系统的开发及其在粉末高温合金成型过程的应用

摘要

该文根据塑性力学及传热学的基本原理,开发了二维变形传热耦合有限元系统FORMT,并将其应用于粉末高温合金涡轮盘等温成型过程,取得了满意的效果.系统阐述了变形传热耦合有限元分析系统FORMT实现过程中的若干关键技术问题.其中包括任意形状模具和任意形状坯料的初始定位调整,变形过程中动态边界问题的处理,网格重新划分及相关变形场量的传递,后置处理等,并提出了相应的解决方案.采用多元非线性回归法,建立了致密Rene 95和Rene 88DT合金的本构关系.利用FORMT软件对Rene 95合金涡轮盘锻件的等温锻造进行了模拟式工艺设计.着重对等温锻造过程的关键技术进行了深入探讨,其中包括等温锻造用模具结构和模具材料的选择以及等温锻造设备的选择,为粉末高温合金等温锻造工艺设计提供了理论依据.同时采用FORMT系统的刚粘塑性有限元法,对Rene 88DT合金盘件成型过程进行了模拟计算,主要分析了开式和闭式模锻条件下的载荷问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2粉末高温合金盘件制造技术

1.2.1粉末高温合金盘件的应用现状

1.2.2粉末高温合金的致密工艺

1.2.3粉末高温合金盘件的成形工艺

1.2.4我国粉末高温合金研究现状

1.3塑性加工过程数值模拟研究现状

1.3.1主要数值模拟方法

1.3.2有限元数值模拟在塑性加工领域的应用

1.3.3预成形设计方法的发展概况

1.4选题意义及研究内容

第二章刚粘塑性有限元法的基本原理及变形传热耦合计算格式

2.1刚粘塑性有限元法的基本原理

2.2变形—传热耦合计算格式

第三章刚粘塑性变形—传热耦合有限元模拟系统及其通用化、自动化问题研究

3.1影响模拟系统通用化、自动化的因素

3.2建立刚粘塑性变形—传热耦合有限元模拟系统的关键技术

3.2.1模具形状的数学描述

3.2.2坯料边界初始约束的自动确定

3.2.3边界接点脱模与贴模的自动判断与处理

3.2.4网格重新划分技术

3.2.5温度场计算的一些技术问题

3.2.6后置处理技术

3.2.7模拟系统的特点和功能

第四章致密Rene95和Rene88DT合金的唯象本构关系

4.1本构关系概述

4.2实验材料和方法

4.3非线性回归方法基本原理

4.4致密Rene 95和Rene 88DT合金的本构关系

4.5本章小结

第五章FGH95合金涡轮盘等温锻造工艺的模拟式设计

5.1引言

5.2 FGH95合金涡轮盘等温锻造工艺的模拟式设计

5.2.1设计初始条件

5.2.2按预定工艺方案模拟结果分析

5.2.3按修正方案模拟结果分析

5.3本章小结

第六章FORMT软件的其它应用实例

6.1多工步成型过程模拟

6.2 Rene 88DT合金盘件成型过程模拟

第七章结论

参考文献

致谢