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叶片是航空发动机中一类量大面广的重要零件,叶片精锻是叶片锻造的主要发展趋势。精锻过程中预成形毛坯设计的合理与否直接关系到叶片精锻件的质量和精锻模的使用寿命,而预成形毛坯设计的有效方法是采用有限元反向模拟技术。脱模准则是用来控制反向模拟过程中边界节点何时以何种顺序脱离模具,脱模准则的确定是反向模拟的关键技术问题之一,其建立的正确与否对反向模拟的精度有着较大影响。为此,本文对叶片精锻三维有限元反向模拟脱模准则的确定进行了研究,并将其应用于叶片精锻过程的反向模拟研究中,该研究对发展三维有限元反向模拟技术,提高预成形毛坯设计的精度具有重要意义。本文的主要研究内容和结果如下: (1)根据叶片终锻模具形状和终锻件形状特点,采用UG和HyperMesh软件建立了叶片精锻三维有限元反向模拟的力学模型;采用直接迭代和N—R迭代相结合的方法生成了反向模拟的初始速度场;以所有边界节点刚好脱离模具时作为反向模拟的终止条件。 (2)对叶片精锻三维有限元反向模拟脱模准则的确定进行了研究。在反向模具接触跟踪方法的基础上,提出了采用跟踪拟合修正方法来建立有限元反向模拟的脱模准则,并采用该方法确定了叶片精锻三维有限元反向模拟中边界节点脱离模具的时间序列。 (3)在解决三维有限元反向模拟中边界节点脱模准则等关键技术问题的基础上,以自行研究开发的三维有限元反向模拟系统为平台,发展了叶片精锻过程的三维有限元反向模拟系统。采用该系统对叶片精锻过程进行了三维反向模拟,获得了叶片叶身部分合理的预成形毛坯形状。 (4)采用DEFORM3D软件,通过正向模拟验证了反向模拟所获得的预成形毛坯的合理性。进一步证明了采用本文所提出的跟踪拟合修正方法建立有限元反向模拟脱模准则的可靠性。