钛合金加工表面晶体塑性模拟和分析庞记明，赵军，李安海，臧健（山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东济南250061）来稿日期：2017-11-24基金项目：国家自然科学基金（51475273）；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2014ZZ008）作者简介：庞记明，（1990-），男，山东新泰人，硕士研究生，主要研究方向：钛合金加工表面完整性；赵军，（1967-），男，山东济南人，博士研究生，博士生导师，教授，主要研究方向：高效加工及数控刀具技术1引言在多晶体金属材料加工过程中，宏观塑性变形的产生必然伴随着微观结构的改变，其中主要为材料加工过程中形成的晶粒的择优取向（织构）和晶粒细化。
织构导致材料变形后性能的各向异性，并且在很大程度上能够影响材料的性能。
晶体塑性理论能够从微观层次上深刻揭示材料变形规律，它包括单晶塑性理论以及多晶体塑性理论。
单晶体塑性理论主要阐述了单晶体内部滑移剪切与其整体变形的关系，以及整体应变与应力的本构模型[1]。
多晶体塑性理论解决的是当单晶体塑性变形行为确定后，单晶体微观与多晶体宏观的关系，主要包括微观量向宏观量的转变以及晶界效应的合适处理。
目前，多晶体塑性理论主要包括三类模型：Sachs 多晶模型，Taylor 多晶模型，自洽模型。
Sachs 多晶模型假设多晶体中每个晶粒都具有与多晶聚合体相同的应力状态，实现了晶界应力平衡，却没有满足各晶粒间的应变相容性。
Taylor 型多晶模型考虑到应变状态的协调性，假设多晶体内各晶粒呈刚塑性，各晶粒应变张量和多晶体的宏观应变强度一致。
自洽模型即能解释晶粒和其外界环境的相互作用，满足应变相容性，也能够解决多晶变形中的内部应力问题。
目前，结合晶体塑性理论，利用晶体塑性模拟已经成功实现对织构及织构演化的模拟预测。
文献[2]利用率相关晶体塑性本构模型，将晶粒初始取向直接输入晶体塑性有限元模型，对纯铝单向拉伸过程中的织构演化进行了成功预测，实现了晶体塑性学有限元模拟过程。
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1页脚内容 1、零件尺寸计算
凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使得包容尺寸逐渐的增大。
所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计时，包容尺寸尽量取下极限尺寸，尺寸公差取上偏差。
具体计算公式如下：
（1） 凹模的工作尺寸计算
凹模的径向尺寸计算公式：
式中：L 1 塑件外形公称尺寸；
k 塑料的平均收缩率；
∆ 塑件的尺寸公差；
δ 模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3到1/6.
计算凹模上口径尺寸L2
查表可得L 上=75，∆=0.76， ∆=3/1δ到∆6/1
计算凹模下口径尺寸L3
查表可得L 下=60，∆=0.64， 16.0=δ
凹模的深度尺寸计算公式：
式中：H1 塑件高度方向的公差尺寸。
查表可得H1=130，∆=1.1，27.0=δ
2、凸模的工作尺寸计算
凸模是成型塑件内形的，其工作尺寸属于被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使包容尺寸逐渐的减小。
所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。
具体计算公式如下；
凸模的径向尺寸计算公式：
式中1l 塑件内形径向公称尺寸。
计算凸模的上口径尺寸
计算凸模的下口径尺寸
凸模的高度尺寸计算公式：
式中1h 塑件深度方向的公称尺寸。
钛及钛合金板材冲压成形及有限元模拟王艺;毛小南;戚运莲;刘伟;孙花梅【摘要】综述了钛及钛合金薄板的塑性及冲压成形性,在此基础上研究了钛板冲压成形的影响因素,着重分析了压边力、模具尺寸对钛板冲压成形的影响.然后介绍了有限元模拟的基本原理及壳单元、本构方程的选择,并利用DYNAFORM软件模拟了TA2纯钛半球形工件的成形过程,并对压边力进行优化,得出最适压边力范围为27~37 kN.%In this paper , the plasticity and formability of titanium and titanium alloy sheets were reviewed , and the influence factors of sheet stamping were studied .The effects of blank holder force and die size on stamping process were analyzed.Finally, the basic principles of finite element simulation and selection of constitutive equation and shell element were introduced .Using DYNAFORM software to simulate the forming process of TA 2 titanium hemispherical workpiece , and to optimize the blank holder force , it is found that the optimum blank holder force range is 27~37 kN.【期刊名称】《钛工业进展》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】5页(P1-5)【关键词】钛及钛合金;冲压成形;压边力;有限元模拟【作者】王艺;毛小南;戚运莲;刘伟;孙花梅【作者单位】东北大学,辽宁沈阳 110819;西北有色金属研究院,陕西西安 710016;西北有色金属研究院,陕西西安 710016;西北有色金属研究院,陕西西安 710016;西北有色金属研究院,陕西西安 710016【正文语种】中文【中图分类】TG386钛及钛合金的冲压成形是利用大型冲压设备与相应的模具，对钛材施加一定的压力，使其发生塑性变形，获得一定形状的压力加工方法。
钛合金管承受压力计算方法
钛合金管的承受压力计算方法涉及多个因素，包括管道材料、
壁厚、直径、工作温度、安全系数等。
一般来说，钛合金管的承受
压力可以通过以下公式进行计算：
P = (2 S t) / (D t)。
其中，P代表管道的承受压力，S代表材料的允许应力，t代表
管道壁厚，D代表管道外径。
钛合金的允许应力通常可以从材料的技术标准或者手册中获取。
壁厚和外径可以通过测量获得，需要注意的是壁厚应考虑腐蚀和磨
损等因素的影响。
此外，还需要考虑工作温度对材料性能的影响，
因为温度会影响材料的强度和韧性。
在进行计算时，还需要考虑安全系数，一般情况下，设计中会
考虑到安全系数，以确保管道在实际使用中不会发生失效。
除了上述公式外，还可以根据ASME等标准制定的公式进行计算，这些标准会考虑更多的因素，确保计算结果更加准确和可靠。
需要注意的是，上述公式仅供参考，实际计算中应当结合具体的工程情况和相关标准进行综合考虑。
如果在实际工程中需要进行承受压力的计算，建议寻求专业工程师的帮助，以确保计算的准确性和安全性。
