[0043] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,但该实施例不应理解为对本发明的限制。
[0044] 本发明如图1至图5所示:
[0045] 以下结合实例,描述了本发明在300M钢圆柱试样压缩过程中压头速度曲线的优化的具体应用,具体实施步骤为:
[0046] 1. 在Gleeble 3500热压缩试验机上对钢圆柱试样开展不同变形温度(900-1150°C)、不同应变速率(0.01-10s-1)、不同应变(0-0.9)的热压缩实验,获得300M钢圆柱试样高温塑性变形时的流动应力和应变数据,绘制了如附图2所示的应力应变曲线。
[0047] 2. 将获得的应力应变数据通过Arrhenius模型参数拟合﹛具体拟合方法参照:章晓婷,黄亮,李建军,等;300M高强钢高温流变行为及本构方程[J].中南大学学报(自然科学版),2017(06):33-41﹜,即可获得300M钢的应力应变关系模型为:
[0048]
[0049]
[0050] 其中,σp是峰值应力,单位MPa; 是应变速率,单位s-1;R是普适气体常数,为R=8.314J/(mol·K);T是变形温度,单位K;Z是温度补偿应变速率,计算公式为:
[0051]
[0052] 其中, = 364.744 kJ/mol。
[0053] 3. 计算热加工图中的耗散系数(η)和失稳系数(ζ),表达式分别为:
[0054]
[0055]
[0056] 其中,σ是流动应力,单位MPa; 是应变速率,单位s-1,∂是偏微分符号;根据以上公式绘制的热加工图如附图3所示。
[0057] 4. 在DEFORM中进行二次开发,将锻模速度曲线优化功能集成到模拟程序中。锻模速度曲线优化功能集成步骤为:
[0058] 1)读取单元节点的初始温度T0、初始应变ε0。
[0059] 2)将压机允许的速度范围(0.01-10s-1)取对数后等分为6份,等分后的速度分别为0.01 s-1、0.03 s-1、0.1 s-1、0.32 s-1、1.00 s-1、3.16 s-1、10 s-1。
[0060] 3)用步骤3中的表达式分别计算不同下压速度时锻件的η和ζ值,并计算锻件耗散系数η的平均值。
[0061] 4)选择平均耗散系数最接近40%且无失稳点的下压速度Vt作为最佳速度。
[0062] 5)存储Vt并将Vt作为下一时间步的下压速度。
[0063] 6)判断锻模运动是否结束,如果没有结束,则循环迭代更新锻件温度Ti和应变εi,跳转到步骤2);如果结束,跳转到步骤5。
[0064] 7)如此循环,直至锻模走完全部行程,通过有限元程序界面输出锻模速度曲线。
[0065] 5. 使用二次开发的程序模拟圆柱试样的压缩过程,压缩失稳区如附图4所示。
[0066] 6. 获得压头速度的优化结果,如图5所示发明优化的300M钢圆柱压缩压头速度曲线。从而获得了随位移变化的速度曲线,而通常的锻模速度为一定值,所获得的锻模速度曲线更有利于提高锻件成形性能。
[0067] 本专利申请的上述技术方案,锻件可以为更复杂的形状,如飞机起落架、涡轮盘等,材料除300M钢外,也可以为高温合金、铝合金等其他金属。
[0068] 在本发明中,所述锻模速度曲线的获得方法,也可以用来获得锻模等时间间隔位移曲线。
[0069] 在本发明中,优化速度曲线的工艺也包含挤压、墩挤等可以利用热加工图优化速度曲线的工艺。
[0070] 本说明书中未作详细说明之处,为本领域公知的技术。
[0071] 通过上述加工方法的描述,所属技术领域的技术人员应当理解,本发明不局限于上述的具体实施方式,在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围,应由各权利要求限定之。