[发明专利]一种钛合金热复合成形数值模拟方法

摘要

本发明提供了一种钛合金热复合成形数值模拟方法，包括以下步骤：(1)材料试验机上进行钛合金热单向拉伸试验；(2)绘制钛合金本构曲线，识别材料参数；(3)基于有限元软件，将步骤(2)确定的参数输入分析模块，进行热拉伸变形过程I的分析；(4)材料试验机上进行材料热应力松弛试验；(5)绘制钛合金应力松弛曲线；(6)选择合适的蠕变型本构函数，确定材料的松弛参数；(7)基于步骤(3)模拟结果作为松弛过程II的初态，将步骤(6)确定的松弛参数代入蠕变分析模块，进行松弛过程II的分析；(8)将松弛模拟数据作为卸载回弹的初态，进行回弹分析。结果表明，钛合金经过应力松弛，应力大为降低，回弹大大减小，零件成形精度提高。

主权项

一种钛合金热复合成形数值模拟方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)参照GBT228‑2002金属材料拉伸试样国家标准，采用激光切割方法制备钛合金坯料的棒形或板材试样，在材料试验机上进行热单向拉伸试验；(2)利用绘图软件，基于热单向拉伸试验的试验数据绘制钛合金的本构曲线，进行曲线特征分析，确定材料参数；(3)基于有限元软件，将步骤(2)确定的材料参数及本构曲线数据输入成形分析模块，采用动力显式算法，进行工件热拉伸变形过程I的有限元分析；(4)参照GB/T 10120‑1996金属应力松弛试验方法，将钛合金材料制成圆棒形、板材或其他形状试样，在材料试验机上进行钛合金材料应力松弛试验；(5)依据步骤(4)得到的钛合金材料的应力松弛试验数据，绘制钛合金应力松弛曲线，进行曲线特征分析；(6)依据应力松弛的本质是蠕变原理，选择合适的蠕变型本构函数，采用试错法拟合、确定钛合金的材料参数；(7)基于步骤(3)对热拉伸变形过程I的数值模拟结果作为蠕变松弛过程II的初始状态，将步骤(6)确定的材料参数代入蠕变分析模块，采用静力隐式算法，进行工件的蠕变松弛过程II分析；(8)分析应力松弛应力变化情况与实际工程的符合程度；基于分析结果，将松弛结束时数据作为卸载回弹的初始状态，采用静力隐式算法，进行工件卸载回弹分析；然后，根据回弹量，计算回弹角大小。