三相TiAl合金喷丸处理的晶体塑性有限元模拟技术及装置
2025-02-11 15:01
No.1338887686005727232
技术概要
PDF全文
本技术涉及一种三相TiAl合金喷丸处理的晶体塑性有限元模拟技术及装置,该技术利用电子背散射衍射技术获取的三相TiAl合金试样晶粒数据,基于材料实际微观结构构建有限元模型。
背景技术
TiAl合金因其在高温下的独特性能而被广泛应用于高技术领域。如高压压缩机叶片、发动机铸造低压涡轮叶片、涡轮增压器车轮等。它是一种有潜力替代目前使用的镍基高温合金的合金,主要是由于其较低的密度、屈服强度以及在800℃高温下具有优异的抗氧化和抗蠕变性能等。且TiAl合金占现代飞机发动机重量的三分之一,是仅次于镍基高温合金的第二大发动机材料。然而,现代航空发动机高温部件多采用镍基高温合金制造,不利于提高航空发动机推重比。因此,用TiAl合金代替镍基高温合金不仅组件的结构重量将减少20%-30%,而且能在高温下保持高比刚度。这对于航空航天和汽车应用中的轻量化结构件的设计是很有利的。TiAl合金以Ti和Al以特定的原子比例结合而成,具有长程有序超晶格结构。然而,这些特性导致滑移系统较少,Burgers向量较高。但 TiAl合金室温塑性差(延伸率仅为2% ~4%),容易产生裂纹导致断裂。 从细观尺度上看,金属的塑性变形方式包含滑移、孪生等。晶体塑性有限元(Crystal Plasticity Finite Element Method,CPFEM)是基于晶体塑性理论耦合有限元方法研究晶体塑性行为的一种方法。它以有限元近似形式的变分方法被用于处理复杂外部边界条件下晶体的各向异性塑性变形,并描述晶体内晶体学方向的微观滑移剪切机制。CPFEM是一种集中了位错、单晶变形等相关理论及实验的物理知识并将其应用到连续力学的计算工具,并能建立基于微观结构、包含尺度效应和界面机制的多尺度物理模型。 喷丸工艺是一种用于提高工件表面疲劳抗力的表面处理工艺,与其他表面处理工艺相比,喷丸具有简便、效果明显、成本低等特点,因此被广泛应用,包括模具、汽车、航空等重要领域。在喷丸过程中,大量弹丸连续地撞击工件表面,使工件表面发生塑性变形,形成一层具有加工硬化效果的表面强化层。经研究表明,表面强化层的存在不仅提高了工件表面的硬度和耐磨性,更重要的是在工件的表层形成了残余压应力层,残余压应力层能够阻碍疲劳微裂纹的生成和扩展,从而极大地提高零件的表面疲劳抗力。 由于TiAl合金塑性差,变形行为复杂,对其变形机理的研究还不够深入。目前,通过微观结构表征、分子动力学模拟、力学特性等来探究TiAl合金的变形机制,并且对TiAl合金的研究主要集中在塑性流动、表面完整性、组织形貌等。针对在细观尺度下塑性变形过程出现的微纳力学行为与变形机理,晶体塑性有限元(CPFE)是一种非常常用的方法。到目前为止,对TiAl合金晶体塑性的研究大多集中在单一相上,研究不够深入。
实现思路
阅读余下40%
技术概要为部分技术内容,查看PDF获取完整资料
该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
冯瑞成  曾令皓  牛文帅  曹卉  韩晨阳  李海燕
技术所属: 兰州理工大学
相关技术
一种服务开发方法、装置、设备及存储介质 一种服务开发方法、装置、设备及存储介质
一种高精度双层优化方法的神经网络搜索架构构建方法 一种高精度双层优化方法的神经网络搜索架构构建方法
跨总线域的设备对宿主机空间DMA访问方法及相关设备 跨总线域的设备对宿主机空间DMA访问方法及相关设备
一种客户信息定期维护方法及系统 一种客户信息定期维护方法及系统
代码发布方法、装置、计算机设备和可读存储介质 代码发布方法、装置、计算机设备和可读存储介质
一种基于统一管理平台的子应用数据获取方法及装置 一种基于统一管理平台的子应用数据获取方法及装置
利用深度学习的BIM模型错误自动检测系统 利用深度学习的BIM模型错误自动检测系统
一种基于智能反射面的室内T型走廊场景路径损耗的分析方法 一种基于智能反射面的室内T型走廊场景路径损耗的分析方法
模型评估任务处理方法及装置 模型评估任务处理方法及装置
基于大数据的异常信号智能识别方法 基于大数据的异常信号智能识别方法
技术分类
电信、广播电视和卫星传输服务 电信、广播电视和卫星传输服务
互联网软件服务 互联网软件服务
集成电路设计 集成电路设计
信息集成数字服务 信息集成数字服务
电气机械制造 电气机械制造
计算机、通信、电子设备制造 计算机、通信、电子设备制造
医药制造、生物基材料 医药制造、生物基材料
石油煤矿化学用品加工 石油煤矿化学用品加工
化学原料制品加工 化学原料制品加工
非金属矿物加工 非金属矿物加工
金属制品加工 金属制品加工
专用设备制造 专用设备制造
通用设备制造 通用设备制造
通用零部件制造 通用零部件制造
汽车制造业 汽车制造业
铁路、船舶、航天设备制造 铁路、船舶、航天设备制造
电力、热力生产和供应 电力、热力生产和供应
燃气生产和供应 燃气生产和供应
水生产和供应 水生产和供应
房屋建筑、土木工程 房屋建筑、土木工程
交通运输、仓储和邮政 交通运输、仓储和邮政
农、林、牧、渔业 农、林、牧、渔业
采矿业 采矿业
农副、食品加工 农副、食品加工
烟草、酒水加工 烟草、酒水加工
纺织皮具居家制品 纺织皮具居家制品
文教体娱加工 文教体娱加工
苏ICP备18062519号-5 © 2018-2025 【123技术园】 版权所有,并保留所有权利