【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种发动机制造领域的技术，具体是一种钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法。
技术介绍
1、航空发动机进气道需满足进气口外阔内窄的形状，这就需要在筒型坯料基础上进行刚模胀形。钛合金服役温度高，耐腐蚀性佳，比强度高的特性使其满足航空航天工业的制造需要。然而，钛合金在常温下延展性差，变形抗力高，难以加工。传统钛合金热成形技术对于半径和轴长比较大的筒形件，需要复杂的工序流程，加热速度慢，工艺周期长，生产成本高。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，通过环形的分布式电极将脉冲电流加载在钛合金筒坯上，利用电脉冲快速升温和断电后迅速冷却的特点，单独加热筒坯，无需使用加热炉对工件和模具整体加热，利用弧形电极将脉冲电流均匀地分布在筒形件的内部，因而可以显著地降低钛合金在成形过程中破裂失效风险、提高其成形精度的同时，降低了对模具的耐热要求，减少了专门的降温工序，降低生产成本，显著提升加工效率。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术涉及一种钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，通过在钛合金筒坯的两端分别环设若干弧形电极夹头，通过l字形铜排连接件并联至铜箔带后连接至脉冲电源构成环路，基于根据有限元仿真得到的电流参数设置脉冲电源进行快速加热，同时监测钛合金筒坯的温度，以确保达到设定的工艺温度窗口。
4、所述的弧形电极夹头为紫铜材料制成，优选8-32个。
5、所述的脉冲电源的最
6、所述的有限元仿真，具体包括以下步骤：
7、1)根据待加热的筒坯的几何尺寸和热容参数，构造电阻的随温度变化的薄壁圆筒模型后，将筒坯按照弧形电极夹头的个数进行区域的划分，并在弧形电极夹头对应的两个底面的区域，设定脉冲电流的有效电流密度。两个底面在弧形电极夹头之间的区域，设定为无电流流入或流出。
8、2)在comsol multiphysics软件中通过对流散热稳态仿真的方式，对步骤1构造的薄壁圆筒模型进行焦耳热模块仿真，具体为：分别改变①模型中两个底面上的通电区域的个数和/或②无电流通过的面积大小，从而模拟弧形电极夹头个数和弧形电极夹头间的距离的变化，从结果中统计最高温、最低温和平均温度，以确定最佳的弧形电极夹头个数和电极夹头间的距离，通过逐步调节有效电流密度，获得最佳电加热稳态温度。
9、考虑到高温的热辐射强度，所述的焦耳热模块仿真中热辐射系数设置为0.95。
10、优选地，通过多物理场的联合仿真以显著增强仿真的准确性。
11、优选地，通过电加热预实验验证仿真的准确性。
12、技术效果
13、本专利技术通过利用电脉冲的焦耳热效应，使用沿筒形坯料环状分布的弧形电极，让电脉冲均匀地流过钛合金筒坯，实现钛合金筒坯的快速加热；将电脉冲的加热对象由板料扩展至筒坯，实现了利用电流快速、均匀地加热钛合金筒形件的工业技术目的。与现有技术相比，本专利技术显著提升了钛合金筒坯加热的效率，将加热和降温的总时间从数小时缩短至半小时以内，实现了节约能源和生产工时，降低生产成本，显著提高生产效率的技术效果。与此同时，由于升温迅速，避免了钛合金长时间处于高温状态可能产生的晶粒粗大、过烧等现象，提高了后续成形阶段产品的性能。
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1.一种钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征在于，通过在钛合金筒坯的两端分别环设若干弧形电极夹头，通过L字形铜排连接件并联至铜箔带后连接至脉冲电源构成环路，基于根据有限元仿真得到的电流参数设置脉冲电源进行快速加热，同时监测钛合金筒坯的温度，以确保达到设定的工艺温度窗口。
2.根据权利要求1所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，包括：
3.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的焦耳热模块仿真的热辐射系数设置为0.95。
4.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的焦耳热模块仿真，通过多物理场的联合仿真以显著增强仿真的准确性。
5.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的焦耳热模块仿真，通过电加热预实验验证仿真的准确性。
6.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的弧形电极夹头为紫铜材料制成，个数为8-32个。
7.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的脉冲电
...【技术特征摘要】
1.一种钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征在于，通过在钛合金筒坯的两端分别环设若干弧形电极夹头，通过l字形铜排连接件并联至铜箔带后连接至脉冲电源构成环路，基于根据有限元仿真得到的电流参数设置脉冲电源进行快速加热，同时监测钛合金筒坯的温度，以确保达到设定的工艺温度窗口。
2.根据权利要求1所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，包括：
3.根据权利要求2所述的钛合金筒坯的电脉冲快速加热方法，其特征是，所述的焦耳热模块仿真的热辐射系数设置为0.95。
4.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李细锋，曹旭东，陈军，吴会平，安大勇，胡启，常志东，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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