[发明专利]一种环形结构件扩散连接夹具的设计方法

摘要

一种环形结构件扩散连接夹具的设计方法，选择合适的夹具材料，在提供足够大的膨胀压差的同时确保夹具安全使用。为保证能在连接界面上产生均匀稳定的连接压力，夹具结构要与环形件结构相契合，细节特征要近似吻合；夹具内壁要尽量与连接件外表面完全接触；夹具外壁为制作简便、节约成本，设计为规则的圆柱表面。合理选择环形夹具制作材料的热膨胀系数，冷却过程中因夹具材料与试样合金膨胀系数相近，冷却收缩差异较小，对连接界面影响较小。采用本发明的技术方案实现TiAl合金和Ti2AlNb合金的成功连接，为其他外层金属膨胀系数较大的环形结构件的扩散连接提供了参考。

主权项

1.一种环形结构件扩散连接夹具的设计方法，其特征在于，具体过程是：步骤一：试样加工；步骤二：确定夹具材料：根据TiAl轮缘的膨胀系数与Ti2AlNb轮盘的膨胀系数确定夹具的材料；所确定的夹具材料的膨胀系数要小于所述TiAl轮缘与Ti2AlNb轮盘中最小的膨胀系数，并达到最小的膨胀系数的80％以上；步骤三：初步计算夹具尺寸；步骤四：夹具结构模拟设计：利用仿真模拟软件ABAQUS，对扩散连接过程中夹具材料受力情况以及环形扩散连接件的应力应变进行模拟分析；根据步骤三确定的结构尺寸建立1:1的1/4几何模型，输入前期实验以及调研中获得的TiAl合金与Ti2AlNb合金的热物理力学性能，包括各个温度下材料的密度、杨氏模量、泊松比、热膨胀系数、比热容、热传导系数以及塑性参数；步骤五：制作夹具。