CN114462266A - 一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法 - Google Patents
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- CN114462266A CN114462266A CN202111605772.4A CN202111605772A CN114462266A CN 114462266 A CN114462266 A CN 114462266A CN 202111605772 A CN202111605772 A CN 202111605772A CN 114462266 A CN114462266 A CN 114462266A
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Abstract
本发明提供了一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法、一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法和计算机可读存储介质,步骤包括:建立钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型,建立钽合金双曲面坯料的回弹有限元模型,绘制各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系,计算各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹后坯料中心厚度变化量⊿,回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ 12 ,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ 22 。采用该方案不仅能精确预测钽合金双曲面构件回弹量,还能对回弹补偿进行有效指导。
Description
技术领域
本发明属于钽合金成型技术领域,具体涉及一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法、一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法和计算机可读存储介质。
背景技术
金属精密冷挤压成形技术,属于常用的塑性成型方法,是在常温状态下,通过凸模对坯料施加压力,使金属合理流动,形成所需形状及性能构件的近净成形技术,具有生产效率高、低成本、表面质量好、材料利用率高等优点,被广泛应用于航空航天、汽车工业、武器装备等领域。
钽合金构件通常是采用冷挤压成形工艺制得,但钽合金塑性变形过程中加工硬化效应明显,在室温条件下,当变形程度≥30%时,抗拉强度由变形前的350MPa左右上升到(550~700)MPa,而断后伸长率则大幅下降(由35%下降到约11%)。因此,不得不采用多道次成形制备钽合金双曲面构件。更关键的是,钽合金成形过程中存在弹塑性变形、坯料与模具表面动态接触复杂等物理现象,加之构件双曲面结构特征,导致成形卸载后不可避免地产生回弹变形,严重影响产品的装配精度和使用寿命,制约了钽合金构件精密冷挤压成形技术的发展。
目前,针对回弹预测及控制的研究多集中于板材的成形过程,包括U形件、V形件,或者U形件和V形件组合等结构件的弯曲回弹。但是,现有的板材成形回弹控制方法无法适用于钽合金双曲面构件冷挤压成型,且除了依据经验控制外至今没有关于钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测的研究,要实现钽合金构件多道次成形回弹快速、精确预测更是本领域的技术难题。因此,有必要提供一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测计算方法,并建立回弹理论计算模型,以期提高钽合金双曲面构件成形精度,快速、精确地实现钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测。
发明内容
针对现有技术无法解决钽合金构件多道次成形回弹快速、精确预测的难题,本发明目的在于提供一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法、一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法和计算机可读存储介质,不仅能精确预测钽合金双曲面构件回弹量,还能对回弹补偿进行有效指导。
为了实现上述目的,本发明采用如下所述技术方案。
本发明中,终成形后的钽合金称之为钽合金双曲面构件,成形过程中的钽合金称之为钽合金双曲面坯料。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,处理器执行该程序时实现以下步骤:
输入单元,用于输入钽合金双曲面坯料冷挤压成形的变形量x%;
输出单元,用于输出计算结果;
显示单元,用于显示数据;
数据存储单元,存储钽合金双曲面坯料冷挤压回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)和式(Ⅳ),其中:
钽合金双曲面构件冷挤压回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6(80≥x≥30)...(Ⅰ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x(50≥x≥30).........................(Ⅱ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2(80≥x≥50).............(Ⅲ);
回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5(80≥x≥30)......(Ⅳ);
控制单元,实现以下步骤:
当读取到输入的变形量x%满足50≥x≥30时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅱ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足80≥x≥50时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足x≤30或x≥80时,输出“错误”或“请核对输入数据”。
一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法,其特征在于步骤依序包括:
步骤1,基于Abaqus平台建立钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型;
步骤2,根据步骤1所得钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型,建立钽合金双曲面坯料的回弹有限元模型;
步骤3,绘制各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤4,结合步骤3所得直角坐标系,计算各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹后坯料中心厚度变化量⊿t(⊿t=回弹后钽合金坯料中心厚度t2-回弹前钽合金坯料中心厚度t1),回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ22;
步骤5,根据步骤4所得数据,构建回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)、式(Ⅳ),当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6.............(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x.....................................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2.........................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5...................(Ⅳ);
为更加精确地预测钽合金双曲面构件回弹量,所述回弹有限元模型包括30%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、40%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、50%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、60%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、70%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、80%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型。。
作为本发明的优选应用方案,所述钽合金双曲面坯料的内壁、外壁均呈半球面结构。
一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法,其特征在于步骤依序包括:
步骤A,针对φ40mm、φ50mm、φ60mm三种规格的钽合金棒材,基于Abaqus平台建立冷挤压成形有限元模型,分别模拟进行30%变形量、40%变形量、50%变形量、60%变形量、70%变形量、80%变形量下的冷挤压成形;
步骤B,导出步骤A中所得各个变形量下的模型,定义预定义场变量,设置载荷边界条件,分别进行不同变形量下钽合金坯料回弹模拟;
步骤C,分别绘制所有变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤D,基于所得直角坐标系,分别计算各变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的钽合金坯料中心厚度t1和t2,纵截面图上曲线曲率半径ρ11和ρ12,以及纵截面图下曲线曲率半径ρ21和ρ22;
步骤E,根据步骤D所得数据,分别绘制各变形量下钽合金坯料回弹后的坯料中心厚度变化量⊿t(⊿t=回弹后钽合金坯料中心厚度t2-回弹前钽合金坯料中心厚度t1)变化图、上曲线曲率半径ρ12变化图和下曲线曲率半径ρ22变化图,并拟合曲线获得回弹后钽合金坯料中心厚度变化量⊿t的计算公式,回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12的计算公式,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ22的计算公式,其中:
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6.............(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x......................................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2...........................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5.................(Ⅳ);
步骤E,基于所得公式对钽合金双曲面构件相应变形量下的冷挤压回弹量进行预测。
有益效果:采用本发明不仅能精确、快速地预测钽合金双曲面构件的回弹量,而且能对回弹补偿进行有效指导,解决了现有技术中无法对钽合金构件多道次成形回弹快速、精确预测的难题。对比回弹后试验结果与本发明预测结果,钽合金双曲面构件中心厚度变化量⊿t在允许误差范围内,上、下曲线曲率半径试验结果与预测结果最大差值的绝对值均不大于0.05mm,预测模型和结果准确可靠。
附图说明
图1是实施例3中钽合金双曲面坯料在30%~80%变形量下的回弹有限元模型,其中,(a)30%变形量,(b)40%变形量,(c)50%变形量,(d)60%变形量,(e)70%变形量,(f)80%变形量;
图2是实施例3中钽合金双曲面坯料在某一变形量下的回弹前、后纵截面示意图,曲线(实线)表示回弹前,曲线(虚线)表示回弹后;
图3是实施例3中钽合金双曲面坯料在不同变形量下回弹前上曲线曲率半径ρ11、回弹后上曲线曲率半径ρ12、回弹前下曲线曲率半径ρ21、回弹后下曲线曲率半径ρ22、回弹后坯料中心厚度变化量⊿t变化图,其中,(a)上曲线曲率半径,(b)下曲线曲率半径,(c)回弹后坯料中心厚度变化量⊿t;
图4是实施例3中钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测结果(理论结果)与实际试验结果对比图,其中,(a)回弹后上曲线曲率半径ρ12,(b)回弹后下曲线曲率半径ρ22,(c)回弹后坯料中心厚度变化量⊿t。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想,并非对本发明保护范围的限定。应当指出,对于本技术领域普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,处理器执行该程序时实现以下步骤:输入单元,用于输入钽合金双曲面坯料冷挤压成形的变形量x%;输出单元,用于输出计算结果;显示单元,用于显示数据;
数据存储单元,存储钽合金双曲面坯料冷挤压回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)和式(Ⅳ),其中:
钽合金双曲面构件冷挤压回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6(80≥x≥30)..(Ⅰ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x(50≥x≥30).................(Ⅱ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2(80≥x≥50).............(Ⅲ);
回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5(80≥x≥30)......(Ⅳ);
控制单元,实现以下步骤:
当读取到输入的变形量x%满足50≥x≥30时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅱ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足80≥x≥50时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足x≤30或x≥80时,输出“错误”或“请核对输入数据”。
实施例2
一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测(计算机)模型构建方法,步骤依序包括:
步骤1,基于Abaqus平台建立钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型;
步骤2,根据步骤1所得钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型,建立钽合金双曲面坯料的回弹有限元模型;
步骤3,绘制各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤4,结合步骤3所得直角坐标系,计算各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹后坯料中心厚度变化量⊿t,回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ22;
步骤5,根据步骤4所得数据,构建回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)、式(Ⅳ),当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6................(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x.........................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2.....................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5...........(Ⅳ);
其中,所述回弹有限元模型包括30%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、40%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、50%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、60%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、70%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、80%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型。
在一个优选的应用方案中,所述钽合金双曲面坯料的内壁、外壁均呈半球面结构。
实施例3
一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法,步骤依序包括:
步骤A,针对φ40mm、φ50mm、φ60mm三种规格的钽合金棒材,基于Abaqus平台建立冷挤压成形有限元模型,分别模拟进行30%变形量、40%变形量、50%变形量、60%变形量、70%变形量、80%变形量下的冷挤压成形;
步骤B,导出步骤A中所得各个变形量下的模型,定义预定义场变量,设置载荷边界条件,分别进行不同变形量下钽合金坯料回弹模拟;
步骤C,分别绘制所有变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤D,基于所得直角坐标系,分别计算各变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的钽合金坯料中心厚度t1和t2,纵截面图上曲线曲率半径ρ11和ρ12,以及纵截面图下曲线曲率半径ρ21和ρ22;
步骤E,根据步骤D所得数据,分别绘制各变形量下钽合金坯料回弹后的坯料中心厚度变化量⊿t(⊿t=t2-t1)变化图、上曲线曲率半径ρ12变化图和下曲线曲率半径ρ22变化图,并拟合曲线获得回弹后钽合金坯料中心厚度变化量⊿t的计算公式,回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12的计算公式,以及回弹后纵截面图的下曲线曲率半径ρ22的计算公式,其中:
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6................(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x........................................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2...............................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5.............(Ⅳ);
步骤E,基于所得公式对钽合金双曲面构件相应变形量下的冷挤压回弹量进行预测。
以钽合金Ta-2.5W(棒材)为例作进一步说明。其中,钽合金Ta-2.5W的屈服强度σs为232MPa,弹性模量E为160GPa,泊松比为0.35,直径为φ50mm,凸模曲率半径SR150.1mm,凹模曲率半径SR131.88mm。假设该钽合金坯料发生弹塑性变形,凸凹模不发生变形。具体步骤如下:
(1)选用规格φ50mm的钽合金棒材,基于Abaqus平台建立冷挤压成形有限元模型,分别进行30%变形量、40%变形量、50%变形量、60%变形量、70%变形量、80%变形量的冷挤压变形,得到六个挤压状态下(荷载下)的模型;
(2)导出步骤(1)中各变形量下的钽合金双曲面成形件(模型),定义预定义场变量,在成形件(也称之为钽合金坯料)上设置载荷边界条件,进行不同变形量下钽合金坯料的回弹模拟,得到图1所示回弹有限元模型,即卸去荷载后,各个模型示意图见图1;
(3)基于步骤1中所得模型和步骤(2)所得回弹有限元模型,分别绘制各变形量下钽合金坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系,如图2所示;
(4)基于所得直角坐标系,分别计算30%变形量下、40%变形量下、50%变形量下、60%变形量下、70%变形量下、80%变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的钽合金坯料中心厚度t1和t2,纵截面图上曲线曲率半径ρ11和ρ12,以及纵截面图下曲线曲率半径ρ21和ρ22,相应的数据详见表1,
表1不同变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后坯料中心厚度、上曲线曲率半径和下曲线曲率半径
(5)根据所得数据,分别绘制各30%变形量下、40%变形量下、50%变形量下、60%变形量下、70%变形量下、80%变形量下钽合金坯料回弹后钽合金坯料中心厚度变化量⊿t,回弹前、后上曲线曲率半径变化图和回弹前、后下曲线曲率半径变化图,如图3所示,
进一步拟合曲线获得各变形量下钽合金坯料回弹后坯料中心厚度变化量⊿t、回弹后上曲线曲率半径ρ12和回弹后下曲线曲率半径ρ22的理论计算公式如下;
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6.............(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x.....................................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2........................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5...........(Ⅳ);
(6)基于步骤(5)所得公式对钽合金双曲面构件相应变形量下的冷挤压回弹量进行预测,例如:生产过程中当凸模曲率半径SR150.1mm、凹模曲率半径SR131.88mm时,需要预测45%变形量下的钽合金双曲面坯料的回弹量,只需要根据(Ⅰ)、式(Ⅱ)和式(Ⅳ)计算得出;需要预测75%变形量下的钽合金双曲面坯料的回弹量,只需要根据(Ⅰ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)计算得出。
结果验证:以钽合金Ta-2.5W(棒材)为原始坯料进行钽合金双曲面构件冷挤压成形(凸模曲率半径SR150.1mm、凹模曲率半径SR131.88mm),分别按照30%、40%、50%、60%、70%、80%的变形量进行挤压,每一挤压工序结束后定点测量回弹量(试验结果值),各回弹数值见表2;以实施例2或实施例3中方案对应的公式计算各变形量对应的回弹量(理论结果值),结果见表2。更具体地,表2中“理论结果”是基于公式(Ⅰ)~(Ⅳ)的计算结果,“试验结果”是分别当变形量30%~80%时,采用千分表测量每个变形量下坯料的中心厚度,采用三坐标测量仪测量上曲线回弹后曲率半径、下曲线回弹后曲率半径获得;中心厚度变化量⊿t误差计算公式:│理论结果-试验结果│/试验结果*100,(其中,│理论结果-试验结果│代表两者差值的绝对值);上曲线曲率半径差值计算公式:理论结果-试验结果;下曲线曲率半径差值计算公式:理论结果-试验结果。
表2理论结果值与试验结果值对比
对比试验结果与理论结果可知,中心厚度变化量⊿t最大误差不超过10%,符合本领域允许的误差要求,上、下曲线曲率半径最大差值的绝对值均不大于0.05mm,证明理论预测模型准确,可以对回弹量进行有效预测。
Claims (5)
1.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,处理器执行该程序时实现以下步骤:
输入单元,用于输入钽合金双曲面坯料冷挤压成形的变形量x%;
输出单元,用于输出计算结果;
显示单元,用于显示数据;
数据存储单元,存储钽合金双曲面坯料冷挤压回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)和式(Ⅳ),其中:
钽合金双曲面构件冷挤压回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6(80≥x≥30)...(Ⅰ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x(50≥x≥30)...................(Ⅱ);
回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2(80≥x≥50)..(Ⅲ);
回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5(80≥x≥30)......(Ⅳ);
控制单元,实现以下步骤:
当读取到输入的变形量x%满足50≥x≥30时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅱ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足80≥x≥50时,执行式(Ⅰ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)并输出计算结果;
当读取到输入的变形量x%满足x≤30或x≥80时,输出“错误”或“请核对输入数据”。
2.一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测模型构建方法,其特征在于步骤依序包括:
步骤1,基于Abaqus平台建立钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型;
步骤2,根据步骤1所得钽合金双曲面坯料冷挤压成形有限元模型,建立钽合金双曲面坯料的回弹有限元模型;
步骤3,绘制各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤4,结合步骤3所得直角坐标系,计算各个变形量下钽合金双曲面坯料回弹后坯料中心厚度变化量⊿t(⊿t=回弹后钽合金坯料中心厚度t2-回弹前钽合金坯料中心厚度t1),回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ22;
步骤5,根据步骤4所得数据,构建回弹量计算模型式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、(Ⅲ)、式(Ⅳ),当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6................(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x.............................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2........................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5.....................(Ⅳ)。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述回弹有限元模型包括30%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、40%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、50%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、60%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、70%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型、80%变形量下的钽合金双曲面坯料回弹模型。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述钽合金双曲面坯料的内壁、外壁均呈半球面结构。
5.一种钽合金双曲面构件冷挤压回弹预测方法,其特征在于步骤依序包括:
步骤A,针对φ40mm、φ50mm、φ60mm三种规格的钽合金棒材,基于Abaqus平台建立冷挤压成形有限元模型,分别模拟进行30%变形量、40%变形量、50%变形量、60%变形量、70%变形量、80%变形量下的冷挤压成形;
步骤B,导出步骤A中所得各个变形量下的模型,定义预定义场变量,设置载荷边界条件,分别进行不同变形量下钽合金坯料回弹模拟;
步骤C,分别绘制所有变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的纵截面图,并建立直角坐标系;
步骤D,基于所得直角坐标系,分别计算各变形量下钽合金双曲面坯料回弹前、后的钽合金坯料中心厚度t1和t2,纵截面图上曲线曲率半径ρ11和ρ12,以及纵截面图下曲线曲率半径ρ21和ρ22;
步骤E,根据步骤D所得数据,分别绘制各变形量下钽合金坯料回弹后的坯料中心厚度变化量⊿变化图、上曲线曲率半径ρ12变化图和下曲线曲率半径ρ22变化图,并拟合曲线获得回弹后钽合金坯料中心厚度变化量⊿t的计算公式,回弹后纵截面图上曲线曲率半径ρ12的计算公式,以及回弹后纵截面图下曲线曲率半径ρ22的计算公式,其中:
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后坯料中心厚度变化量
⊿t=-0.01988+0.00464x-1.21659x2×10-4+1.01185x3×10-6................(Ⅰ);
当变形量x%满足50≥x≥30时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=151.02333+0.045x......................................(Ⅱ);
当变形量x%满足80≥x≥50时,回弹后上曲线曲率半径
ρ12=145.5735+0.29285x-0.00277x2.........................(Ⅲ);
当变形量x%满足80≥x≥30时,回弹后下曲线曲率半径
ρ22=138.24476-0.43546x+0.01009x2-6.62037x3×10-5.....................(Ⅳ);
步骤E,基于所得公式对钽合金双曲面构件相应变形量下的冷挤压回弹量进行预测。
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