文/李治华·沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 曾卫东·西北工业大学

随着航空、航天等高科技领域的迅猛发展，对航空、航天锻件的先进塑性加工技术提出了越来越高的要求。然而，航空、航天锻件的塑性变形特点是几何非线性、材料非线性和边界非线性，过程复杂影响因素多。在传统的工艺设计中，是基于经验反复试错纠正，最终达到设计要求，这种方法带来的影响是研制周期长、效率低、成本高。近年来，随着计算机软硬件的飞速发展，数值模拟技术在减少试模过程，缩短产品开发周期，降低产品成本等方面发挥着越来越重要的作用。将有限元仿真技术应用于先进航空发动机零部件的工艺准备阶段，根据分析结果优化工艺方案和工艺参数，避免缺陷的产生，从而提高产品质量。数值模拟技术已成为使塑性加工由“经验”走向“科学”、由“定性”走向“定量”的桥梁，并逐渐成为塑性加工技术研究和发展的强有力工具。

40CrNiMoА 钢是一种优良的低合金高强度调质钢，有良好的室温强度、塑性以及淬透性，广泛应用于航空、汽车等领域。航空发动机用40CrNiMoА 主推力节整体结构为有一定弯曲角度的薄壁锻件，包括多个异面凸台和与凸台相连接的筋板，属于高筋薄壁的复杂零件，在锻造成形过程中容易出现充不满、折叠等缺陷。为防止锻件在成形过程中产生缺陷，我们利用Deform-3D 数值模拟仿真软件对40CrNiMoА 主推力节锻造成形过程，进行三维有限元模拟，动态展现锻件成形过程的金属流动，分析温度场和应变场的分布规律，预测锻件的折叠和充不满等成形缺陷，从而为工艺设计提供参考和理论依据。……