Marc三层板SPF成型工艺过程仿真分析
1. 概述超塑性成型SPF(superplasticity)，在航空、航天等领域应用非常广泛。超塑性成型SPF不同于一般的加载过程，一般非线性加载过程，按照相对时间分步加载法，逐渐将载荷施加;对于超塑性成型，施加载荷和结构的变形的等效应变率相关，载荷在分析过程中自动计算。Marc中具有专门的超塑性成型的SPF界面，应用非常方便。
下面将以实例进行介绍。
2.材料理论及材料设置
一般对于特殊合金，例如铝合金、钛、不锈钢等，在温度超过0.4Tm(熔点)，金属出现异常高的流变性能，而不会出现颈缩现象。其流动理论一般有两种：
Power Law Model:
Rate Power Law Model:
材料的塑性流动和相应的工艺参数如温度T、压力p、时间t相关，本实例采用的材料为TC4钛合金材料，其理论采用power law model，材料在特定900°C下的SPF的变形分析，根据实验测试，其材料参数A=0，B=998.5, N=0.57;成型的等效应变率为0.00098。
3.建模及特有界面设置
3.1 模型结构及组成
模型采用板壳结构，按照对称关系，建立1/4模型如下图所示。
模型采用4节点平面薄膜单元，单元类型为18，网格数量6657个。
在上下板的边缘，进行X、Y、Z方向，全约束;两个对称面采用对称接触定义，在接触中设置。
按照实际的成型的接触，粘接关系进行定义。
模型及网格
3.2 材料属性及SPF设置
采用刚塑性材料理论，材料参数定义如下图所示，CoefficientA=0，ExponentA=0，CoefficientB=998.5，ExponentN=0.57。
4. 计算结果
下面为成型过程中不同阶段的变形云图。
成型过程的变形状态
1/2的成型变形图
1/2模型的厚度变化图
实际成型结构图
对比可以看到，实际的变形结果和仿真的变形结果从结构形式上一致。
5. 小结
对三层板TC4超塑性成型的工艺过程进行了模拟，Marc具有专门的SPF/DB成型模拟的功能，可以很好的模拟多层板的成型过程。
从上面的模型的变形过程和厚度分布来看，成型过程的模拟结果合理。
仿真分析的结果和真实的成型的结果一致。
转自：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NjUxMDEzOA==&mid=2649498930&idx=3&sn=5e4129e278434857f86321efed832d35&scene=23&srcid=0718D2j8vYggxPQ2ZBzKsSXN#rd
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