引入微观内应力的钛合金整体结构件加工变形位错动力学机制研究

钛合金整体结构件的加工变形是除其材料本身所具有的难加工特性之外的另一个工艺难题。目前对整体结构件加工变形的研究仅考虑了宏观残余应力的影响，尚未涉及微观内应力，在解决加工变形方面缺乏可靠的理论依据。鉴于该现状，本项目将在引入微观内应力的基础上研究钛合金整体结构件加工变形产生的位错动力学机制及其相关基础理论。通过SEM、TEM实验探索加工变形前后微观结构的变化与位错运动规律，系统分析和评估微观内应力对加工变形的影响，阐明微观内应力对加工变形的贡献度及其影响规律；在此基础上，分析微观和宏观内应力的复合作用，揭示整体结构件加工变形的位错动力学机制，建立位错与整体结构件加工变形之间的理论数学关系模型。这一研究，将形成研究整体结构件加工变形问题的微观与宏观内应力复合作用新理论体系，可望从微观角度上对钛合金整体结构件加工变形机理研究取得实质性突破，为解决加工变形难题奠定基础。

本项目针对航空制造业面临的整体结构件数控加工变形工艺难题，在加工变形机理方面进行了深入探索，揭示了钛合金整体结构件加工变形的位错动力学机制，构建了加工变形微观与宏观内应力复合作用理论体系，为主动控制加工变形难题奠定了基础。. 开展的研究工作包括三个方面：.（1）进行了钛合金整体结构件加工微观内应力分析及其对加工变形的影响机制研究。.（2）进行了微观和宏观内应力复合作用下钛合金整体结构件加工变形的位错动力学机制研究。.（3）进行了融合宏微观结构特征的钛合金整体结构件高速切削有限元建模、仿真及其热力学特性研究。. 取得的研究成果包括七个方面：.（1）揭示了钛合金整体结构件加工过程内部位错运动发展规律及其微观行为，为进一步研究钛合金整体结构件加工变形的位错动力学机制奠定了基础。.（2）提出了基于X射线衍射实验技术的钛合金整体结构件加工微观内应力计算算法，为进一步研究微观内应力对加工变形的影响机制奠定了基础。.（3）揭示了微观内应力对钛合金整体结构件加工变形的影响及作用机制，使对钛合金整体结构件加工变形的主动控制建立在更加可靠的机理基础上。.（4）揭示了钛合金整体结构件加工变形的位错动力学机制，为进一步解决加工变形工艺难题提供了科学的理论依据。.（5）基于位错动力学建立了位错与钛合金整体结构件加工变形之间的数学关系模型，为描述和求解钛合金整体结构件加工变形的宏观量值提供了新思路。.（6）提出了钛合金材料微观组织结构的计算机二维重构和三维重构算法，为构建能够真实反映钛合金材料微观组织结构的数字化模型奠定了基础。.（7）建立了融合宏微观结构特征的钛合金整体结构件高速切削有限元模型，为钛合金材料的组分设计以及获得不同晶粒结构下的优良加工效果提供了理论依据和技术指导。. 项目按预期研究计划进行，目前已发表和录用学术论文11篇，SCI源刊论文4篇，EI源刊论文5篇，中文核心论文2篇，培养研究生4名。经费使用严格按照预算进行，使用较合理。最后，在了解当前国内外发展现状的基础上，结合已进行的研究内容和尚存在的问题，指出本领域进一步研究的建议和设想。. 通过与预期研究任务对比，本项目顺利完成了研究内容，超额完成了研究任务，实现了预期研究目标。