钛合金实心锭穿孔挤压穿孔过程有限元分析

稀有金属, 2016, 45(1): 86-91.

钛合金实心锭穿孔挤压穿孔过程有限元分析

张大伟 ^1, , 赵升吨 ^2, , 朱成成 ^3, , 张君 ^4, , 胡阳虎 ^5, , 段丽华 ^6,

1.西安交通大学,陕西西安,710049

2.西安交通大学,陕西西安,710049

3.西安交通大学,陕西西安,710049

4.中国重型机械研究院有限公司,陕西西安,710032

5.中国重型机械研究院有限公司,陕西西安,710032

6.中国重型机械研究院有限公司,陕西西安,710032

基金项目: 国家科技重大专项(2011ZX04016-81)

关键词：钛合金 , 管材挤压 , 穿孔 , 数值模拟

Finite Element Analysis of Piercing Process of Piercing Extrusion for Titanium Alloy Solid Ingots

Keywords： titanium alloy , tube extrusion , piercing process , numerical simulation

探明实心锭穿孔过程的材料流动和穿透断裂行为对高性能优质无缝管材的实心锭穿孔挤压推广应用具有重要意义.以直径200 mm实心锭为原料,穿孔挤压成直径80 mm、壁厚10 mm的钛合金管材为研究对象,基于DEFORM-2D软件环境,建立了能够描述材料流动和穿透断裂行为的实心锭穿孔挤压穿孔过程的热力耦合有限元模型.研究分析了2种形状穿孔冲头的穿孔过程.结果表明:穿孔初始阶段变形行为类似正挤压,随后材料反向流动,堵头去掉前都是反挤压变形;正挤压变形下穿孔力迅速上升,上升至稳定值后开始反挤变形,去掉堵头后的穿透断裂阶段穿孔力迅速下降;采用圆柱形穿孔冲头情况下反挤时穿孔力变化幅度不大,而采用瓶形穿孔冲头情况下的穿孔力稳定一段时间后再次显著增加,瓶形穿孔冲头的穿孔力远大于圆柱形穿孔冲头的穿孔力;穿透断裂阶段,圆柱形穿孔冲头下的断裂行为类似于冲裁断裂,而瓶形穿孔冲头下的约束增强,其断裂面近似呈L型.

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