發(fā)布時間：2016-12-05 13:12

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

《太原理工大學》 2012年

AZ31鎂合金板材熱態(tài)下成形極限圖的試驗研究與數值模擬

劉毅  

【摘要】：鎂合金作為一種新型的輕質金屬結構材料,具有很高的比強度、比剛度、導熱性以及電磁屏蔽性等優(yōu)良特性,其薄板構件在航空航天、交通運輸、電子通訊等領域具有很大的應用潛力。然而,由于鎂合金是密排六方結構(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用。 成形極限圖(Forming Limit Diagram,簡稱FLD)是判斷和評定板材成形性最為簡便和直觀的方法,且可用于預測和判斷沖壓工藝的成敗,協(xié)助確定沖壓工藝參數,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外學者廣泛地用來評價鎂合金板材的綜合成形性能。但目前對鎂合金成形極限圖的研究主要通過試驗進行,且對鎂合金成形極限圖的應用研究很少。因此本文通過試驗結合有限元數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用,對促進鎂合金的進一步發(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機BCS50-AR以及網格應變自動測量系統(tǒng)GMASystem,在150～250℃溫度范圍內進行了AZ31鎂合金的成形極限圖試驗,研究了成形溫度、應力狀態(tài)及凸模速度對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℃溫度范圍內的成形極限圖試驗,研究了不同判斷準則對確定仿真試驗過程中極限應變的影響,并討論了摩擦條件及應變速率等因素對成形極限圖的影響；將試驗確定的成形極限圖導入Dynaform軟件中,作為AZ31鎂合金成形過程中的破裂判據,模擬了AZ31鎂合金在相應溫度下的筒形件拉深過程,并與直接用Dynaform軟件中默認的Keeler's公式作為判據時的模擬結果進行了比較,研究了成形極限圖在板材成形數值模擬中的適用性。 通過研究得到如下結論： (1)成形溫度對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,凸模速度對AZ31鎂合金成形性的影響較小,但受應力狀態(tài)的影響很大；200～250℃時,凸模速度對AZ31鎂合金成形性的影響增大,而應力狀態(tài)對成形性的影響減小。 (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,即根據兩條判斷準則：1、拉壓區(qū),試樣縮頸時試樣所受的載荷出現(xiàn)峰值；2、雙拉區(qū),試樣縮頸時應力狀態(tài)向平面應變路徑突變,能較準確地確定AZ31鎂合金仿真試驗過程中的極限應變。摩擦條件對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的升高而顯著降低,且摩擦系數對成形極限圖右半部分的影響更顯著。應變速率對AZ31鎂合金成形性的影響與成形溫度有關,150℃下應變速率的影響要明顯小于250℃,與不同溫度下凸模速度對鎂合金成形性影響的試驗結果規(guī)律相同。 (3)將試驗獲得的成形極限圖作為Dynaform軟件模擬時的破裂判據,比直接用Keeler's公式作為判據能更準確地預測AZ31鎂合金薄板在成形過程中的破裂問題。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG386
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 段玉玲;陳繼平;錢健清;;板料成形極限圖的研究概述[J];安徽冶金;2005年01期

2 張丁非 ,彭建 ,丁培道 ,潘復生;關于我國鎂合金產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的思考[J];世界有色金屬;2004年07期

3 姚素娟 ,張英 ,褚丙武 ,梁冬梅;鎂及鎂合金的應用與研究[J];世界有色金屬;2005年01期

4 黃光杰;錢寶華;汪凌云;J.J.Jonas;;AZ31鎂合金初始動態(tài)再結晶的臨界條件研究[J];稀有金屬材料與工程;2007年12期

5 陳海真;;大型覆蓋件拉深成形的摩擦特性與摩擦學設計[J];機械設計與制造;2007年03期

6 王剛，熊火輪，彭衛(wèi)華;板料成形性數據庫應用系統(tǒng)──CASD[J];航空制造工程;1995年03期

7 曹宏深;林敦文;關紹康;;沖壓成形極限圖虛擬試驗[J];農業(yè)機械學報;2007年01期

8 譚紅,劉新民,連建設,胡平;板材成形極限的預測研究[J];農業(yè)機械學報;1997年04期

9 盧志文,張洪峰,汪凌云;鎂合金的沖壓成形工藝研究[J];輕合金加工技術;2005年06期

10 王輝;高霖;趙明琦;;一種基于有限元仿真的板料成形極限預測方法[J];山東大學學報(工學版);2006年02期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 常麗麗;變形鎂合金AZ31的織構演變與力學性能[D];大連理工大學;2009年

中國碩士學位論文全文數據庫 前3條

1 郭繼祥;AZ31鎂合金板材溫熱拉深成形工藝的實驗研究[D];太原理工大學;2011年

2 翟妮芝;數值模擬在板材成形極限分析中的應用[D];西北工業(yè)大學;2007年

3 蔣中華;AZ31鎂合金軋制板材中低溫塑性變形行為研究[D];湖南大學;2009年

【共引文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 段玉玲;陳繼平;錢健清;;板料成形極限圖的研究概述[J];安徽冶金;2005年01期

2 聶保新;喬軍;張永彬;張慶豐;陳敏;;粗晶粒鑄軋AZ31鎂合金的高溫拉伸性能[J];遼寧科技大學學報;2011年05期

3 徐陽;王忠軍;朱晶;王昭靜;;退火工藝對Mg-4Zn-1.5RE合金顯微組織的影響[J];遼寧科技大學學報;2011年06期

4 向毅斌,吳詩惇,陳敦軍;超塑脹形過程中空洞損傷演變的數值模擬[J];兵器材料科學與工程;2001年02期

5 肖盼;劉天模;;AZ61B鎂合金熱模擬擠壓變形的研究[J];兵器材料科學與工程;2006年04期

6 陳剛;范培耕;彭曉東;曹鵬軍;蔡葦;;鎂合金廢料回收與再生技術研究現(xiàn)狀[J];兵器材料科學與工程;2007年05期

7 張新杰;郗雨林;柴東朗;齊志旺;史洪剛;;純鎂塑變機理及其組織特征[J];兵器材料科學與工程;2007年06期

8 楊勇彪;王富恥;譚成文;才鴻年;;鎂合金動態(tài)力學行為研究進展[J];兵器材料科學與工程;2008年03期

9 董含武;吳耀明;王立民;;Mg-Li-RE系合金研究進展[J];兵器材料科學與工程;2009年01期

10 王震東;陳偉;王有祁;馬力;;噴射沉積Mg-9Al-4.5Ca合金的顯微組織和力學性能研究[J];兵器材料科學與工程;2009年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 陳祖權;薛寒松;邵興洲;吳發(fā)杰;王開;;Zr對Mg-Gd-Y合金組織與力學性能影響[A];2012(第22屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2012年

2 方異鋒;龍思遠;曹韓學;廖惠敏;;橫澆道幾何形態(tài)對鎂合金擠壓鑄造流態(tài)影響的數值研究[A];2012(第22屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2012年

3 陳益平;邵景輝;程東海;胡德安;;工藝參數對鎂合金點焊接頭力學性能的影響[A];第十六次全國焊接學術會議論文摘要集[C];2011年

4 黃婷;楊林;任玉艷;林立;劉正;;退火處理對室溫壓縮AZ91鎂合金顯微組織及硬度的影響[A];第十二屆全國鑄造年會暨2011中國鑄造活動周論文集[C];2011年

5 王峰;劉靜;李晨曦;呂丹;毛萍莉;劉正;;Ca、Y合金化對壓鑄AZ91合金組織及性能的影響[A];第十二屆全國鑄造年會暨2011中國鑄造活動周論文集[C];2011年

6 劉春;崔愛端;;釓鎂合金中氟量的測定——水蒸汽蒸餾-分光光度法[A];第十三屆全國稀土化學分析學術研討會論文集[C];2011年

7 李強;張超逸;于寶義;花福安;李建平;謝水生;;AZ31鎂合金冷軋管材道次間退火工藝與再結晶動力學研究[A];中國有色金屬學會第十四屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2011年

8 李強;王珊珊;花福安;李建平;曲迎東;謝水生;程磊;黃國杰;;AM50鎂合金板材的拉伸過程介觀應變各向異性研究[A];中國有色金屬學會第十四屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2011年

9 戚文軍;黃正華;鄭開宏;張新明;劉敏;余志明;黃志其;;Gd對ZK60變形鎂合金組織與力學性能的影響[A];中國有色金屬學會第十四屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2011年

10 趙峰;李玉龍;索濤;劉元鏞;;應變率對鑄造鎂合金AZ91壓縮力學性能影響研究[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 劉曉蘭;鎂合金化學轉化膜成膜機理及其載波改性的研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 李敏;基于協(xié)同異構模型的成形模擬計算加速[D];華中科技大學;2010年

3 武淑艷;固相再生AZ31B鎂合金的組織性能及氧化相表征[D];哈爾濱理工大學;2010年

4 張紅霞;AZ31B鎂合金及其TIG焊焊接接頭疲勞斷裂行為及評定研究[D];太原理工大學;2010年

5 崔澤琴;AZ31B鎂合金脈沖激光加工行為的研究[D];太原理工大學;2011年

6 吳偉;Mg-Al-Nd壓鑄鎂合金的組織性能及壓鑄成形過程的數值模擬[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

7 陳克豹;AZ與AM系列擠壓變形鎂合金的低周疲勞變形行為[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

8 劉志民;AZ31鎂合金鑄軋板材熱變形行為及其溫熱拉深工藝研究[D];北京交通大學;2011年

9 佟國棟;高性能鎂合金的研究及其在汽車工業(yè)中的開發(fā)應用[D];吉林大學;2011年

10 張亮;鎂鋁合金成分、半固態(tài)組織和等溫處理工藝[D];吉林大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 劉嬌嬌;Mg-Ho基合金的組織與性能研究[D];河南理工大學;2010年

2 賀睿;AZ81基稀土鎂合金組織與腐蝕性能的研究[D];河南理工大學;2010年

3 李含建;SiC_p/AZ91D復合材料真空氣壓浸滲機理及界面結構研究[D];南昌航空大學;2010年

4 梁健能;室內模擬實驗研究AZ91D鎂合金的腐蝕行為[D];南昌航空大學;2010年

5 任振偉;高壓扭轉工藝對生物鎂鋅鈣合金組織及性能的影響[D];鄭州大學;2010年

6 張穎君;聚苯胺對鎂合金環(huán)氧防護涂層耐蝕性能的影響[D];哈爾濱工程大學;2010年

7 黎群霞;一種鎂鋰合金的熱變形研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

8 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金組織與力學性能研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

9 李志強;Mg-Li-Zn-RE合金熱變形行為研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

10 姚磊;鎂鋰系合金微合金化及外場控制凝固研究[D];大連理工大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 錢建剛,李荻,郭寶蘭;鎂合金的化學轉化膜[J];材料保護;2002年03期

2 張丁非;彭建;丁培道;潘復生;;鎂及鎂合金的資源、應用及其發(fā)展現(xiàn)狀[J];材料導報;2004年04期

3 盧志文;汪凌云;潘復生;陳林;;變形鎂合金及其成形工藝[J];材料導報;2004年09期

4 李德輝;董杰;曾小勤;盧晨;丁文江;;高性能稀土鎂合金研究進展[J];材料導報;2005年08期

5 鄧學峰;張輝;陳振華;;鋁合金板成形性及成形工藝研究現(xiàn)狀[J];材料導報;2005年12期

6 陳振華;楊春花;黃長清;夏偉軍;嚴紅革;;鎂合金塑性變形中孿生的研究[J];材料導報;2006年08期

7 黃光勝;徐偉;黃光杰;劉天模;汪凌云;潘復生;;鎂合金板材沖壓性能與沖壓工藝研究進展[J];材料導報;2006年11期

8 盧志文;李煥峰;李培杰;彭偉平;;AZ31B鎂合金板材沖壓性能的實驗研究[J];材料導報;2008年03期

9 曹富榮，崔建忠，雷方，樂啟熾;超輕鎂合金的研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀[J];材料工程;1996年09期

10 尹德良,張凱鋒,吳德忠;AZ31鎂合金非等溫拉深性能的研究[J];材料科學與工藝;2004年01期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 程永奇;AZ31鎂合金板材等徑角軋制及沖壓性能研究[D];湖南大學;2007年

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

1 郭瑞杰;攪拌摩擦焊溫度場數值模擬[D];蘭州理工大學;2004年

2 丁玉龍;盒形件智能化拉深的破裂預測[D];燕山大學;2005年

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 林敦文;關紹康;盧廣璽;陳晶陽;;Al-Mg-Si基合金車身板材成形極限及數值應用[J];機械工程材料;2006年04期

2 孟正華;黃尚宇;胡建華;胡婷婷;;AZ31鎂合金板材溫熱電磁成形能力[J];中國機械工程;2011年02期

3 閻啟,俞寧峰;激光拼焊板成形極限圖性能分析[J];機械工程材料;2005年05期

4 段玉玲;陳繼平;錢健清;;板料成形極限圖的研究概述[J];安徽冶金;2005年01期

5 李偉鋒;喬明杰;;杯突試驗測定板料成形極限圖的試驗研究[J];鍛壓技術;2010年06期

6 李碩本;;沖壓變形理論基礎[J];機械工人.熱加工;1979年11期

7 陳鶴崢;;坐標網應變分析法和成形極限圖的應用[J];鍛壓技術;1985年06期

8 常志華;于連仲;;成形極限圖的制作方法[J];汽車工藝與材料;1987年04期

9 蔣浩民,俞寧峰,陳新平,魏毅靜;行李箱內板零件沖壓成形分析[J];鍛壓技術;2001年02期

10 盧志文;汪凌云;邱曉剛;潘復生;;鎂合金板材成形極限圖(FLD)的實驗研究[J];材料導報;2005年06期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 羅天驕;楊院生;;AZ31板材攪拌摩擦點焊結構件疲勞斷裂行為[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

2 陳君;宋影偉;單大勇;韓恩厚;;AZ31鎂合金表面原位生長水滑石膜的腐蝕行為研究[A];中國腐蝕電化學及測試方法專業(yè)委員會2012學術年會論文集[C];2012年

3 陳明和;王東;高霖;左敦穩(wěn);王珉;;基于有限元仿真方法建立成形極限圖[A];中國科協(xié)第二屆優(yōu)秀博士生學術年會材料科學技術分會論文集[C];2003年

4 陳先華;毛建軍;潘復生;;純化對AZ31鎂合金組織與性能的影響研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

5 鄔小萍;李德富;郭勝利;;ZnAl10Cu2合金熱變形組織演變及其擠壓成形性[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 王小紅;張丁非;彭建;;初始撓度對AZ31擠壓棒材織構演變及力學性能的影響[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

7 湯愛濤;吳菊英;吳璐;;含鍶AZ31鎂合金合金相結構穩(wěn)定性和力學性質的第一性原理計算[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 陸佳平;李明;薛克敏;;輪包拉延成形數值模擬及物理試驗研究[A];第三屆華東六省一市塑性工程學術年會論文集[C];2005年

9 何應強;周杰;安治國;;基于數值模擬轎車結構加強件成形工藝研究[A];2010全國機械裝備先進制造技術(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

10 劉偉;劉建光;劉濤;;韌性斷裂準則預測AZ31鎂合金板材成形方法評價[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 記者 李宏乾 楊揚;[N];中國化工報;2005年

2 記者 趙偉宏;[N];中國冶金報;2005年

3 林登峰 邵偉 黃曉霖;[N];中國綠色時報;2005年

4 祁一清 陳禮俊;[N];福建日報;2006年

5 記者　蔡計鎖 通訊員　王維剛、徐光明;[N];河北日報;2006年

6 公茂華;[N];中國綠色時報;2006年

7 ;[N];世界金屬導報;2006年

8 李玉峰 楊天舒;[N];現(xiàn)代物流報;2006年

9 蔡計鎖 王維剛 徐光明;[N];現(xiàn)代物流報;2006年

10 本報記者 李霞;[N];現(xiàn)代物流報;2007年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 王輝;成形極限圖的獲取方法與其在金屬板料成形中的應用[D];南京航空航天大學;2011年

2 劉志民;AZ31鎂合金鑄軋板材熱變形行為及其溫熱拉深工藝研究[D];北京交通大學;2011年

3 胡麗娟;AZ31鎂合金板材溫熱變形行為的數值分析與試驗研究[D];上海交通大學;2010年

4 趙麗敏;鎂合金AZ31/鋁合金6061異種金屬接觸反應釬焊研究[D];大連理工大學;2010年

5 武艷軍;AZ31鎂合金疲勞行為研究[D];南京理工大學;2012年

6 姜山;AZ31鎂合金的變形行為及孿生機理研究[D];重慶大學;2011年

7 李海偉;雷帕霉素涂層AZ31鎂合金支架在兔腹主動脈的初步應用研究[D];中國醫(yī)科大學;2010年

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理研究[D];大連交通大學;2012年

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

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

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

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

2 郭繼祥;AZ31鎂合金板材溫熱拉深成形工藝的實驗研究[D];太原理工大學;2011年

3 李貝;AZ31鎂合金變通道轉角擠壓數值模擬[D];太原科技大學;2012年

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

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

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

7 薛翠鶴;AZ31鎂合金板材溫熱高速率本構關系研究[D];武漢理工大學;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;2010年

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

10 鐘敏;AZ31鎂合金板材溫熱成形極限及回彈研究[D];上海交通大學;2012年

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

本文編號：205298