tc類鈦板材沖壓成形難度

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1、TC類鈦板高溫沖壓成形難度評價(jià)系統(tǒng)的研究劉占軍（沈陽航空工業(yè)學(xué)院,沈陽110034）TheresearchontheevaluationofdifficultsystemofhightemperaturecuttingshapeonTCLUIZhan-jun(ShenyangInstituteofAeronauticalEngineering,Shenyang110034China)摘要本文建立了針對TC1、TC2類鈦板材拉深表面破裂沖壓成形難度評價(jià)系統(tǒng)，研究了自適應(yīng)共振神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部作用原理，結(jié)合目標(biāo)樣本，給出了用于TC1、TC2類鈦板材彎曲及拉深

2、沖壓成形難度評價(jià)的分類評價(jià)算法。關(guān)鍵詞成形難度評價(jià)系統(tǒng)自適應(yīng)共振神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)算法Abstract：TheevaluationofdifficultsystemofTC1、TC2drawingshapeisbuilt.ThestructureandprincipleofAdaptiveNeuralNetworksisstudied,goalspecimenisused.TheevaluationmethodofdifficultsystemofTC1、TC2bendinganddrawingshapeisintroduced.Keywords:Evaluat

3、ionofdifficultsystemofshapeAdaptiveNeuralNetworksEvaluationmethod1引言鈦板材料因其具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐腐蝕性和耐高溫性能，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。用鈦板材料制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件，提高了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力和扭力，降低了油耗和重量，緩解了噪音和振動(dòng)問題，大大延長了飛機(jī)的壽命。對冷變形鈦板材料性能研究已相對比較成熟，如β—鈦板合金適于發(fā)展作冷變形的結(jié)構(gòu)材料，具有強(qiáng)度高、撓性好、塑性好、成形特性極佳等特點(diǎn)。但高溫變形鈦板材料性能研究對長期處于高溫工作狀態(tài)的航空飛機(jī)來說更具實(shí)際

4、意義。如SP700鈦板合金在775℃可實(shí)現(xiàn)超塑成形和擴(kuò)散連接，制造薄板形鈦航空、航天結(jié)構(gòu)件。因避開了鈦?zhàn)冃慰沽Υ?、冷變形塑性差的缺陷，大幅度降低了鈦板變形加工成本。TiB和TiC增強(qiáng)的鈦基復(fù)合板材，600℃時(shí)，隨載荷升高，應(yīng)變增大，符合彈性應(yīng)變規(guī)律，最終板材屈服，由于加工硬化作用，應(yīng)力升高到最大值后趨于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，隨溫度升高，抗拉強(qiáng)度降低，伸長率提高。板材沖壓成形難度評價(jià)是合理確定沖壓生產(chǎn)中材料選擇、模具設(shè)計(jì)以及工程管理的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，是對沖壓件成形難度進(jìn)行量化的過程。這一過程是由評價(jià)系統(tǒng)完成的。該系統(tǒng)不僅是對沖壓件進(jìn)行試模后的評價(jià)，更重要的是在工藝和模具設(shè)計(jì)階

5、段以及模具準(zhǔn)備階段所進(jìn)行的預(yù)先評價(jià)。因此，對沖壓件成形難度給以科學(xué)、準(zhǔn)確的評價(jià)，對提高航空企業(yè)沖壓成形技術(shù)，提高工藝水平和模具設(shè)計(jì)水平，特別是對提高航空企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文提出了TC1、TC2類鈦板高溫彎曲及拉深沖壓成形難度的評價(jià)體系和相關(guān)的評價(jià)模型，建立了基于TC1、TC2類鈦板高溫彎曲及拉深沖壓件破裂極限、彎曲平面應(yīng)變、最小相對彎曲半徑、典型回彈角性能的四個(gè)方面平衡發(fā)展鈦板材彎曲及拉深沖壓成形難度預(yù)測評價(jià)體系。通過運(yùn)用模糊綜合評價(jià)的方法對TC1、TC2類鈦板不同成型條件進(jìn)行評價(jià)，形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)樣本，這些樣本數(shù)量積累到一定程度時(shí)，就運(yùn)用神經(jīng)

6、網(wǎng)絡(luò)方法對板材彎曲及拉深沖壓成形難度進(jìn)行自動(dòng)分類和評價(jià)。由于板材彎曲及拉深沖壓成形難度評價(jià)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，因此，要求選擇的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能適應(yīng)外界環(huán)境的變化，能夠作到實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)，并在對已記憶模式快速學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上能記憶新的學(xué)習(xí)模式，基于以上考慮選擇ARP2網(wǎng)絡(luò)。2板材成形難度總體預(yù)測評估理論基礎(chǔ)2.1各項(xiàng)異性屈服準(zhǔn)則由于板材存在明顯的各項(xiàng)異性特性，而各項(xiàng)異性特性決定了板材成形的應(yīng)變分布、壁厚減薄和成形難度，因此，評價(jià)板材各項(xiàng)異性特性的屈服準(zhǔn)則即構(gòu)成了板材總體成形難度評價(jià)理論的基礎(chǔ)。本文選擇了4種在板材成形中常用的各項(xiàng)異性特性的屈服準(zhǔn)則：HILL1948二次屈服準(zhǔn)則

7、，Barlat三參數(shù)屈服準(zhǔn)則(YLD89)，Barlat六參數(shù)屈服準(zhǔn)則(YLD91)，Barlat1996(YLD96)屈服準(zhǔn)則[3]。采用相同的工藝參數(shù)和不同屈服準(zhǔn)則對TC2板材拉深過程應(yīng)變進(jìn)行數(shù)值模擬，試驗(yàn)結(jié)果表明：Barlat三參數(shù)屈服準(zhǔn)則(YLD89)，Barlat六參數(shù)屈服準(zhǔn)則(YLD91)，Barlat1996(YLD96)屈服準(zhǔn)則預(yù)測結(jié)果具有較高的起皺和斷裂趨勢。2.2板材整體平均變形量成形度和成形難度如圖1所示的拉深——脹形復(fù)合成形，其沖壓件的整體成形度用下式表示：圖1沖壓成形件表面積及截面線段長度的增量式中——成形前凹模輪廓內(nèi)毛坯的面積；

8、——成形后沖壓件在凹模輪廓內(nèi)部分的表面積增量。凹模輪廓內(nèi)部分的毛坯