赵冰
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李志强
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侯红亮
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廖金华
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白秉哲
稀有金属材料与工程
随着高旁路涡扇发动机在军用、民用飞机上的应用,采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术制造大尺寸钛合金宽弦风扇叶片已经成为涡扇发动机的一项关键制造技术.钛合金空心风扇叶片的成形过程包括3个阶段:扭转成形、热成形、超塑成形.在本研究中,为了分析空心风扇叶片的成形过程,建立了一个三维有限元模型,钛合金的变形行为符合Backofen方程.通过三维有限元模型,分析扭转速率、热成形模具下落速度、超塑成形目标应变速率、板材与模具之间的摩擦系数、芯板和面板的厚度比等参数对成形力的影响规律.研究表明,随着扭转速度、热成形模具的下落速度、目标应变速率、板材厚度比的提高,成形力将提高,而摩擦系数对成形力的影响很小.
关键词:
钛合金
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空心风扇叶片
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有限元方法
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超塑成形
唐榕崧
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李雄
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64260-7
使用低压气吹超塑性金属片形成复杂轮廓已广泛应用于航空及汽车工业中，其普遍定义为超塑成形法(SPF)。超塑成形的优点包括低成本及模具便宜易制并且成品具有低残留应力。另一方面，超塑成形的产品易造成厚度分布不均匀。然而，也有降低此缺点的技术。采用超塑性 AA5083板材以低压气吹使 V 型板材成形至深凹不平的 V 型槽。先使用机械辅助热弯曲使板材成 V 型后再进行气吹。在热弯曲阶段，如果弯曲的深度超过一定水平将导致挫曲。挫曲和几何轮廓将影响所形成产品厚度分布以及皱褶发生位置，但是将获得更好的厚度分布。皱褶可经由规划以达到更好的均匀厚度分布，但皱褶位置需要产生于半成品的修剪线外。因此，控制热弯曲阶段以获得一个合适的预成形板材得以气吹成形是至关重要的。
关键词:
皱褶
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超塑成形
,
热弯曲辅助气吹成形
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三维有限元分析
