TC4钛合金电热拉伸变形行为有限元模拟

• 作者: 党鹏 顾锐 王永军 吴为 刘宝胜 曹凤超 王明涛 曾元松
• 来源期刊: 锻压技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: TC4钛合金 电热拉伸 完全耦合 拉伸速率 温度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料与成形性能|MATERIAL & FORMING PERFORMANCE
• 页码范围: 185-195
• 页数: 11页
• 分类号: V261.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13330/j.issn.1000-3940.2022.01.027

摘要

为研究拉伸速率和温度对TC4钛合金性能的影响,采用电-热-力完全耦合方法,运用林建国统一粘塑性本构模型,使用有限元分析软件ABAQUS,对不同温度和拉伸速率下的TC4钛合金电热拉伸过程进行模拟研究,并选取目标温度为750℃、拉伸速率为1 mm·min-1的这一组模拟结果与试验结果进行对比.对比结果显示:有限元模拟中通电加热后得到的温度场与试验中同一阶段采用热像仪测得的温度场分布相似,标距段中间部位水平线上的平均温度相差仅为2.1℃;此外,有限元模拟得到的拉伸力-位移曲线与试验曲线的变化趋势相近,最大拉伸力相差0.014 kN,误差约为2.41％,最大拉伸力出现时的伸长量相差0.148 mm.可见有限元模拟结果与试验结果较为吻合,证明了有限元模拟方法的可靠性.有限元模拟得到的拉伸力-位移曲线和试验曲线均表明:相同应变速率下,温度越高,钛合金塑性越好,在应变速率较高时,温度的影响作用减弱;在相同温度下,应变速率越低,钛合金的塑性越好,在温度较低时,应变速率的影响作用减弱.