利用圆环镦粗与有限元法测定TC4钛合金高温变形的摩擦系数

TC4钛合金切削过程的有限元模拟钛合金是一种具有优良性能的金属材料，广泛应用于航空航天、船舶制造、医疗器械等领域。

然而，由于其高强度和难切削的特性，钛合金切削过程中常常面临着刀具磨损、切削力过大、表面质量差等问题。

因此，利用有限元模拟方法对钛合金切削过程进行研究具有重要意义。

钛合金切削过程的有限元模拟可以分为三个主要步骤：建立模型、定义材料属性和切削条件、进行仿真分析。

首先，建立模型是有限元模拟的首要任务。

通常情况下，可以采用三维固体模型来描述钛合金工件。

在建立模型时，需要考虑切削区域的几何形状和切削刀具的位置。

此外，还需要注意钛合金的非线性行为和切削过程中材料去除的位置、方向等因素。

其次，定义材料属性和切削条件是模拟分析的基础。

钛合金的材料属性包括弹性模量、屈服强度、切削硬化指数等。

这些参数需要通过实验或文献数据进行获取，并在模型中进行设定。

切削条件包括切削速度、切削深度和进给率等，这些参数直接影响切削力和刀具磨损。

最后，进行仿真分析是利用有限元模拟方法得出钛合金切削过程中的关键信息。

主要包括切削力、温度分布和变形等。

切削力是评估切削过程中刀具负荷的重要指标，可以用来评估加工性能和刀具寿命。

温度分布可以用来评估加工过程中材料热变形、刀具磨损和冷却效果等。

变形分析可以提供切削过程中工件形状和表面质量的信息。

在实际应用中，钛合金切削过程的有限元模拟可以帮助优化刀具设计、切削参数选择和冷却系统设计。

通过调整切削条件和改进刀具形状，可以降低切削力、提高表面质量，从而提高加工效率和降低成本。

总之，钛合金切削过程的有限元模拟是一种有效的工具，可以帮助优化加工过程和提高产品质量。

随着材料科学、数值计算和计算机技术的不断进步，钛合金切削过程的有限元模拟将在未来发挥更大的作用。

TC4合金在不同环境介质下的微动磨损行为研究TC4合金是一种由钛、铝、钒等元素组成的钛合金。

随着工程领域对材料性能要求的不断提高，TC4合金作为一种性能优异的材料得到了广泛应用。

然而，随着使用环境的不同，TC4合金会受到微动磨损的影响，从而影响其使用寿命和性能。

为了深入了解TC4合金在不同环境介质下的微动磨损行为，本文通过实验研究了TC4合金在不同介质中的摩擦学性能和磨损机理。

首先，本文通过材料试样的制备和实验测试，获得了TC4合金在不同环境介质下的磨损量数据。

实验结果表明，在湿润环境下，TC4合金的磨损量较大，而在干燥环境下，磨损量较小。

这表明湿润环境对TC4合金的微动磨损行为具有明显的促进作用。

接下来，本文利用扫描电镜和能谱仪对不同介质下的TC4合金试样进行表面分析。

结果显示，在湿润环境中，试样表面出现了明显的磨损痕迹和氧化物。

这些氧化物可能是湿润环境中的氧气和水分导致的。

与之相比，在干燥环境中，试样表面几乎没有明显的磨损痕迹和氧化物生成。

进一步分析发现，在湿润环境中，试样表面出现了许多微小的磨损颗粒。

这些磨损颗粒可能是由于湿润环境中润滑油和颗粒物的存在，导致摩擦部分产生了微小的磨损颗粒。

这些磨损颗粒的存在会增加试样表面与摩擦副材料之间的接触面积，从而增加了微动磨损的程度。

最后，本文还探讨了TC4合金在不同环境介质下的磨损机理。

在湿润环境中，由于氧化物的生成和磨损颗粒的存在，试样表面的摩擦副材料与氧化物之间的接触面积较大，从而增加了磨损量。

而在干燥环境中，由于没有氧气和水分的影响，磨损量较小。

综上所述，TC4合金在不同环境介质下的微动磨损行为受到介质的湿润程度的影响。

在湿润环境下，磨损量较大并且表面出现了氧化物和磨损颗粒。

而在干燥环境中，磨损量较小且表面几乎没有明显的磨损痕迹。

这些研究结果为优化TC4合金在不同工程环境下的应用提供了理论依据，并对相关领域的研究具有一定的指导意义综上所述，本研究通过对TC4合金在湿润环境和干燥环境中的微动磨损行为进行表面分析，发现湿润环境中试样表面出现了明显的磨损痕迹和氧化物生成，而在干燥环境中磨损量较小且表面几乎没有明显的磨损痕迹。

tc4钛合金板材锻造镦拔计算《关于tc4钛合金板材锻造镦拔计算》哎呀，说起tc4钛合金板材锻造镦拔计算这事儿啊，可真是让我有一肚子话想说呢。

我记得有一次啊，我在我们那个小工厂里，亲眼看到师傅们在搞这个tc4钛合金板材的锻造。

那场面，真的是特别热闹又有点让人摸不着头脑。

当时啊，那一块块的tc4钛合金板材就摆在那儿，看起来就和普通的金属板材有点不一样，它泛着一种独特的光泽，有点暗暗的，但是又感觉很有质感。

师傅们要开始锻造镦拔了，我就在旁边瞅着。

首先就是要计算啊，这个计算可不像咱们算个一加一那么简单。

师傅拿着个小本子，上面密密麻麻地记着各种数据。

我凑过去看，就看到好多我都看不懂的符号和数字。

师傅说，这tc4钛合金板材锻造镦拔的计算啊，得考虑它的原始尺寸，比如说板材的长、宽、厚，这每一个数据都得精确得很呢。

就像那块板材，长大概是50厘米，宽20厘米，厚3厘米，这些数字就像是这个板材的身份证一样重要。

然后啊，还要考虑它的材质特性。

师傅说，tc4钛合金这东西可娇贵了，它的强度、韧性啥的都和计算有关系。

他指着板材的一个小角落跟我说：“你看，这地方要是计算不好，锻造的时候就可能出问题，可能会这儿裂了或者那儿变形过度了。

”我仔细瞧了瞧，那小角落看起来和平常的地方也没啥区别啊，但是师傅这么一说，我就知道这里面的门道深着呢。

师傅开始计算锻造比了，这又是一个复杂的东西。

他一边在本子上写写画画，一边嘴里还嘟囔着。

我就听到他说什么“这个锻造比要根据之前的经验公式来算，但是又不能完全照着来，还得看实际的板材情况。

”我当时就想，这可真够麻烦的。

师傅计算的时候，那个认真的样子啊，眼睛都快贴到本子上了，眉头皱得紧紧的，就像在解一道世界上最难的谜题。

接下来就是镦拔的计算了。

这镦拔到底怎么个算法呢？师傅说，得根据要达到的最终形状和尺寸来反推每一步的操作数据。

比如说，要把这块板材镦粗多少，拔长多少，这中间的比例关系可讲究了。

我看到师傅拿了个小尺子，在板材上比划来比划去的，好像是在模拟镦拔后的样子。

有限元模拟实验报告班级姓名学号完成日期2014 年 01 月 18 日目录一、对象描述 (1)二、研究目标 (2)三、研究内容 (2)四、研究方案 (2)1.建立刚性上下砧模型 (2)2.建立轴对称的圆环试样模型 (3)3.针对不同研究方向的分析步与载荷 (3)五、分析模拟过程 (6)1.建立试件模型。

(6)2.刚性上下砧建模 (7)3. 给圆环赋予材料属性 (8)4.装配部件 (9)5.创建分析步 (10)6.创建接触属性 (11)7.在相互作用管理器中创建接触 (12)8.定义边界条件 (15)10.提交作业，查看结果 (20)六、后处理数据图表分析 (23)1.μ较小时 (23)2.μ达到一定值时 (24)3.μ较大时 (25)七、工艺参数对成形结果的影响规律 (27)1.1 咬合时的μ对最终成形的影响 (27)1.2 结果分析 (27)2.1 不同μ下的半径变化曲线。

(28)2.2 结果分析 (29)3.1 定义不同边界条件对最终成形结果的影响 (29)3.2 结果分析 (31)4.1应力分布 (32)4.2结果分析 (33)八、与其它计算方法结果的比较 (34)九、学习总结 (36)十、附件 (37)十一、参考文献 (37)圆环镦粗测定摩擦系数有限元模拟一、对象描述实际塑性成形的加工生产中，经常需要用到零件与设备之间的摩擦系数，来指导实际的生产。

由于影响摩擦系数的因素很多，而这些因素又很难定量的来确定对摩擦系数的影响。

同时，在塑性成形过程中，各种影响因素又在不断地变化。

因此，摩擦系数在整个塑性成形过程中也是变化的。

所以，不管用什么方法测得的摩擦系数也只是近似的平均值。

生产中，一般运用圆环镦粗法来测量工件与接触面之间的摩擦系数。

圆环镦粗实验之前，必须根据圆环原始尺寸和变形后的可能达到的尺寸，利用圆环镦粗变形理论公式（求中性层的位置），绘制出镦粗后圆环高度h和内径d 与接触面摩擦因子m的关系曲线，即为理论校准曲线。

利用圆环镦粗与有限元法测定TC4钛合金高温变形的摩擦系数李治华;牛昌安;佗劲红;闵慧娜;徐强;朱艳春【摘要】将圆环镦粗与有限元方法相结合测定了TC4钛合金高温变形时的摩擦系数.利用有限元模拟方法确定了摩擦系数的理论校准曲线,并根据圆环镦粗试验结果确定了圆环内径与高度变化的关系,将圆环镦粗后的内径和高度的变化百分比与模拟得到的摩擦系数理论校准曲线进行对比,得出TC4钛合金在玻璃润滑剂和干摩擦条件下的摩擦系数分别为0.32和0.58.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2013(005)002【总页数】6页(P11-15,65)【关键词】圆环镦粗;理论校准曲线;摩擦系数;有限元;玻璃润滑【作者】李治华;牛昌安;佗劲红;闵慧娜;徐强;朱艳春【作者单位】西北工业大学材料学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TG316.1+1塑性成形过程摩擦系数的测定方法主要有圆环镦粗法、锥形压头镦粗法、夹钳-轧制法等。

圆环镦粗法是目前国内外广泛用来研究金属塑性成形过程中润滑效果的一种简单可靠的方法，它可以在接近工况的条件下定量地测定摩擦系数。

圆环镦粗变形时，工件与模具之间的摩擦系数会影响金属的流动，造成圆环内径尺寸的变化，将圆环镦粗得到的内径变化率与工件和模具之间摩擦系数的理论校准曲线进行对比，可确定摩擦系数[1－2]。

对于圆环镦粗的理论解，目前普遍采用Avitzur及其改进的能量法，上限法，或者主应力法进行解析。

这些方法采用理想刚塑性模型、接触面常摩擦力及圆环变形速度场假设条件，与实际情况差异较大，给实际测量摩擦系数带来了较大的误差。

近年来随着有限元技术的迅速发展，有限元方法已经被广泛用于圆环镦粗过程的数值分析[3－5]。

采用有限元法可以真实地反应材料在热加工过程中的真应力-真应变本构关系，正确地处理摩擦边界和传热边界条件，准确地模拟圆环镦粗过程中金属的流动和形状尺寸变化规律，由此确定的理论校准曲线可准确地反映金属塑性加工过程中摩擦的影响。

TC4钛合金锻件锻造过程数值模拟和工艺优化
牟正君;张立文;吕成
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2007(000)0z1
【摘要】利用刚(粘)塑性有限元法对某TC4钛合金锻件的锻造过程进行了数值模拟.分析了变形过程中锻件的变形情况以及应力场和损伤值的分布,进而对变形过程中出现的裂纹、折叠等锻造缺陷的成因进行了数值分析.对修改下模型腔尺寸后锻件的变形过程进行了模拟,得出了最佳工艺尺寸.
【总页数】4页(P538-541)
【作者】牟正君;张立文;吕成
【作者单位】大连理工大学材料科学与工程学院;大连理工大学材料科学与工程学院;大连理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】V2
【相关文献】
1.对锻造炉内锻件升温过程的数值模拟 [J], 王增欣;王春阳;杨迎春
2.TC4钛合金叶片锻造过程中晶粒尺寸的数值模拟 [J], 史延沛;李淼泉;罗皎
3.大型圆筒形锻件高温锻造过程数值模拟 [J], 许飞霞;崔振山;陈文;付强
4.TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究 [J], 吴伏家;尹晓霞;赵长瑞
5.TC4钛合金锻件锻造过程三维热力耦合有限元模拟 [J], 吕成;张立文;牟正君;裴继斌
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基于有限元模拟热锻摩擦因子的镦挤变形测试法
张洋洋;崔振山
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2015(49)10
【摘要】针对金属热锻成形中准确测定摩擦因子的难题,提出了一种简单易行的摩擦因子测试方法——镦挤变形测试法.通过平上模和带有中心孔的下模使试件发生镦挤变形而成为含中心凸起的圆盘,以凸起高度和圆盘半径对摩擦因子的敏感性来表征摩擦因子;同时,采用有限元法模拟分析镦挤变形过程,并通过镦挤实验测试了在干摩擦和石墨润滑2种边界条件下试件与模具间的摩擦因子.结果表明,所得摩擦因子的测试结果与模拟结果较吻合.
【总页数】5页(P1492-1496)
【关键词】热锻成形;镦挤;摩擦因子;有限元法
【作者】张洋洋;崔振山
【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院【正文语种】中文
【中图分类】TG316.3
【相关文献】
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2.基于摩擦修正的6061铝合金热压缩变形行为及有限元模拟 [J], 王晓溪;董蔚霞;
何敏
3.变形速度对曲轴镦锻成形影响的有限元模拟分析 [J], 焉永才
4.基于热弹塑性有限元法船舶薄板结构焊接变形模拟与预报 [J], 袁红莉;闫永思
5.基于有限变形理论的二维热弹塑性有限元模拟技术的研究 [J], 朱利华;胡忠;王本一;刘庄
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