钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析

等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。

数值解析技术在正挤压模具应力分析中的应用

本文简述了DEFORM3D的应用,通过比较整体式与组合式凹模的特点,最终选择组合式凹模。正挤压大变形成型工艺模具受到应力复杂,模具的应力分析非常困难。

旋转通道等径角平行挤压模具应力分析

为制备超细晶结构时效硬化型铝合金提出了旋转通道等径角平行挤压工艺,针对该工艺建立模具模型,采用Deform-3D软件对旋转通道等径角平行挤压模具进行了应力分析。利用容差值插值计算法,获得容差值与挤压模具力的关系,得出旋转通道模具的应力分布规律及容差值对模具应力的影响规律。结果表明：过小的容差值,会导致成形力与模具力相差较大;过大的容差值,并不一定能提高计算精度,但会增大计算量;准确的容差值是成形力映射到模具获得模具应力的关键,该工艺中模具应力分析容差值应为1。模具外壁50 MPa为安全载荷,应力集中区域在旋转通道与直通道过渡处。此安全载荷下通过线性外推法获得模具厚度为40 mm。