[發明專利]一種基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法

在審

• 申請號: 201710190026.0
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107121992A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 夏琴香;朱寧遠;程秀全;肖剛鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)：根據不同金屬材料熱塑性成形過程中發生動態再結晶的溫度、應變速率及應變的不同，在發生動態再結晶的溫度、應變速率及應變條件下進行金屬材料高溫力學性能試驗；

步驟(2)：對有限的試驗溫度、應變速率樣本點數下獲得的流變應力應變關系進行插值計算；

步驟(3)：基于熱塑性成形過程中功率的耗散及流變失穩判斷準則，在擴展的高溫力學性能試驗獲得流變應力應變關系的基礎上，分別構建不同應變下的功率耗散圖和流變失穩圖；

步驟(4)：將功率耗散圖與流變失穩圖進行組合，獲得材料的熱加工圖；根據功率耗散率因子η的分布及流變失穩判據，分析獲得滿足流變失穩準則的潛在危險成形條件及安全成形條件下、功率耗散率因子η的有利于熱塑性成形的成形條件；

步驟(5)：最后根據熱加工圖獲得的材料有利于熱塑性成形的溫度及應變速率，確定熱強旋成形工藝參數，進行筒形件熱強旋成形，獲得滿足尺寸精度及組織性能要求的筒形件。

2.根據權利要求1所述基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于：步驟(1)所述金屬材料為在熱塑性成形過程中易發生動態再結晶的中低層錯能金屬或合金；步驟(1)所述高溫力學性能試驗溫度在材料動態再結晶溫度以下50℃與至熱塑性成形溫度以上50℃范圍內。

3.根據權利要求1所述基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于：步驟(5)所述熱加工圖為基于動態材料模型的熱加工圖。

4.根據權利要求1所述基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于：步驟(1)所述高溫力學性能試驗應變速率按筒形件強力旋壓應變速率分布范圍取0.01/s-10/s；步驟(1)所述高溫力學性能試驗保證應變量為0.6以上。

5.根據權利要求1所述基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于：步驟(2)所述插值計算為對溫度及應變速率試驗樣本數進行擴展。

6.根據權利要求1所述基于熱加工圖的筒形件熱強旋形/性一體化控制方法，其特征在于：步驟(3)所述流變失穩準則中應變速率敏感系數m為流變應力σ對應變速率的偏導，其決定塑性變形所耗散的能量G與微觀組織演變所耗散的能量J的分配；

材料在加工過程中單位時間內外力對單位體積材料所做的功P，即材料所獲得的總能量，可由應力σ與應變速率相乘獲得，其將轉變為材料發生塑性變形所消耗的能量G及微觀組織演變所消耗的能量J；

P=σ·ϵ·=G+JG=∫0ϵ·σdϵ·J=∫0σϵ·dσ]]>

理想能量耗散系統認為塑性變形與微觀組織演變所消耗的能量相等，但通常材料處于非線性能量耗散狀態；為描述能量分配關系，采用流變應力σ對應變速率的偏導，即應變速率敏感系數m描述其分配比：

m=∂lnσ∂lnϵ·|ϵ,T=ϵ·∂σσ∂ϵ·|ϵ,T=∂J∂G.]]>