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  本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金板材熱態(tài)下成形極限圖的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學(xué)》 2012年

AZ31鎂合金板材熱態(tài)下成形極限圖的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬

劉毅  

【摘要】：鎂合金作為一種新型的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料,具有很高的比強(qiáng)度、比剛度、導(dǎo)熱性以及電磁屏蔽性等優(yōu)良特性,其薄板構(gòu)件在航空航天、交通運(yùn)輸、電子通訊等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。然而,由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)金屬,鎂合金板材在室溫下的沖壓性能差、成品率低,極大地限制了鎂合金的應(yīng)用。 成形極限圖(Forming Limit Diagram,簡稱FLD)是判斷和評(píng)定板材成形性最為簡便和直觀的方法,且可用于預(yù)測和判斷沖壓工藝的成敗,協(xié)助確定沖壓工藝參數(shù),是一種解決板材沖壓問題的有效工具。近年來,成形極限圖也被國內(nèi)外學(xué)者廣泛地用來評(píng)價(jià)鎂合金板材的綜合成形性能。但目前對(duì)鎂合金成形極限圖的研究主要通過試驗(yàn)進(jìn)行,且對(duì)鎂合金成形極限圖的應(yīng)用研究很少。因此本文通過試驗(yàn)結(jié)合有限元數(shù)值模擬的方法研究鎂合金板材在熱態(tài)下的成形極限圖及其應(yīng)用,對(duì)促進(jìn)鎂合金的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。 本文采用北航研制的板材熱成形通用試驗(yàn)機(jī)BCS50-AR以及網(wǎng)格應(yīng)變自動(dòng)測量系統(tǒng)GMASystem,在150～250℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行了AZ31鎂合金的成形極限圖試驗(yàn),研究了成形溫度、應(yīng)力狀態(tài)及凸模速度對(duì)鎂合金成形性的影響；基于有限元軟件Dynaform,模擬了AZ31鎂合金板材在150～250℃溫度范圍內(nèi)的成形極限圖試驗(yàn),研究了不同判斷準(zhǔn)則對(duì)確定仿真試驗(yàn)過程中極限應(yīng)變的影響,并討論了摩擦條件及應(yīng)變速率等因素對(duì)成形極限圖的影響；將試驗(yàn)確定的成形極限圖導(dǎo)入Dynaform軟件中,作為AZ31鎂合金成形過程中的破裂判據(jù),模擬了AZ31鎂合金在相應(yīng)溫度下的筒形件拉深過程,并與直接用Dynaform軟件中默認(rèn)的Keeler's公式作為判據(jù)時(shí)的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較,研究了成形極限圖在板材成形數(shù)值模擬中的適用性。 通過研究得到如下結(jié)論： (1)成形溫度對(duì)AZ31鎂合金成形極限圖的影響很大,成形極限圖中成形極限曲線的高度隨成形溫度的升高而提高。150℃時(shí),凸模速度對(duì)AZ31鎂合金成形性的影響較小,但受應(yīng)力狀態(tài)的影響很大；200～250℃時(shí),凸模速度對(duì)AZ31鎂合金成形性的影響增大,而應(yīng)力狀態(tài)對(duì)成形性的影響減小。 (2)基于有限元軟件Dynaform能較好地模擬AZ31鎂合金在不同溫度下的成形過程,通過采用綜合判斷方法,即根據(jù)兩條判斷準(zhǔn)則：1、拉壓區(qū),試樣縮頸時(shí)試樣所受的載荷出現(xiàn)峰值；2、雙拉區(qū),試樣縮頸時(shí)應(yīng)力狀態(tài)向平面應(yīng)變路徑突變,能較準(zhǔn)確地確定AZ31鎂合金仿真試驗(yàn)過程中的極限應(yīng)變。摩擦條件對(duì)AZ31鎂合金成形極限圖的影響很大,成形極限圖中成形極限曲線的高度隨摩擦系數(shù)的升高而顯著降低,且摩擦系數(shù)對(duì)成形極限圖右半部分的影響更顯著。應(yīng)變速率對(duì)AZ31鎂合金成形性的影響與成形溫度有關(guān),150℃下應(yīng)變速率的影響要明顯小于250℃,與不同溫度下凸模速度對(duì)鎂合金成形性影響的試驗(yàn)結(jié)果規(guī)律相同。 (3)將試驗(yàn)獲得的成形極限圖作為Dynaform軟件模擬時(shí)的破裂判據(jù),比直接用Keeler's公式作為判據(jù)能更準(zhǔn)確地預(yù)測AZ31鎂合金薄板在成形過程中的破裂問題。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TG386
【目錄】：

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8 陳影;鋁合金5083/鎂合金AZ31異種金屬攪拌摩擦搭接焊及連接機(jī)理研究[D];大連交通大學(xué);2012年

9 張峻;汽車覆蓋件成形過程數(shù)值模擬與優(yōu)化技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2005年

10 黃婧;基于連續(xù)損傷力學(xué)的金屬板材成形極限研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉毅;AZ31鎂合金板材熱態(tài)下成形極限圖的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];太原理工大學(xué);2012年

2 郭繼祥;AZ31鎂合金板材溫?zé)崂�深成形工藝的�?shí)驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

3 李貝;AZ31鎂合金變通道轉(zhuǎn)角擠壓數(shù)值模擬[D];太原科技大學(xué);2012年

4 王寬;工業(yè)擠壓態(tài)AZ31鎂合金的預(yù)處理及高應(yīng)變速率條件下的壓縮超塑性研究[D];太原理工大學(xué);2010年

5 尚爾峰;單向軋制鎂及AZ31鎂合金的織構(gòu)演變[D];東北大學(xué);2008年

6 吳培;AZ31鎂合金板材熱拉深工藝研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2010年

7 薛翠鶴;AZ31鎂合金板材溫?zé)岣咚俾时緲?gòu)關(guān)系研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

8 鞠小波;AZ31鎂合金自阻加熱超塑成形工藝[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 張雷;AZ31鎂合金板材低溫雙向反復(fù)孿生變形及退火再結(jié)晶的研究[D];中南大學(xué);2011年

10 鐘敏;AZ31鎂合金板材溫?zé)岢尚螛O限及回彈研究[D];上海交通大學(xué);2012年

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