异步轧制AZ31镁合金板带的研究

发布时间：2019-09-29 04:29

【摘要】：通过DEFORM有限元软件模拟和实验,研究了对称轧制、同径异速与异径同速三种轧制工艺对AZ31镁合金轧制的影响,并对AZ31镁合金的边裂、等效应力、等效应变和等效应变速率进行了分析。结果表明:两种异步轧制工艺均有利于降低AZ31镁合金的轧制力和边裂;同步轧制时板材的等效应力、等效应变和等效应变速率在厚度方向上呈对称分布,而异步轧制则为不对称分布;两种异步轧制工艺对板材的等效应力、等效应变和等效应变速率也有较为明显的影响。
【图文】：

模型轧辊转速见表3。1.4网格划分轧辊为刚体，不需要进行网格划分。AZ31镁合金板材采用相对网格划分法进行网格划分。模型共有单元数100000个，节点数17619个，比例因子取2.0，模拟步长取网格最小尺寸的1/3。1.5结果与讨论在压下量20%时采用同步轧制和异速比为1.11的同辊异速、异径同速轧制工艺对AZ31镁合金轧制进行了模拟，并对不同工艺下轧制过程中镁合金的边部损伤、等效应力和等效应变分布等可影响镁合金成形的因素进行了分析。（1）镁合金板带的边部损伤分析三种不同工艺下AZ31镁合金板材的遍布损伤情况如图2所示。同步、同径异速和异径同速轧制时板材的边部损伤最大值分别为0.197、0.174和0.158，另外，从边部损伤的面积来看，同步、同辊异步和异径同速轧制时损伤面积也呈逐渐递减趋势，可见采用两种异步轧制工艺时板材的边部损伤均小于同步轧制，且在两种异步轧制工艺中异径同速更有利于降低AZ31镁合金板材的边部损伤，提高成材率。（2）应力场分析图3（a）～（c）为同步轧制（同径同速）和异步轧表2AZ31镁合金热物理参数Tab.2ThethermophysicalparametersofAZ31Mgalloy物理量参数密度/(kg·m-3)1770弹性模量/GPa44.8泊松比0.35热膨胀系数/10-5℃-12.2传热系数/(N·s-1·mm-1·℃-1)113表3三组轧辊速度Tab.3Threesetsofrollerspeeds组别上辊转速/(r·min-1)上辊线速度/(mm·s-1)下辊转速/(r·min-1)下辊线速度/(mm·s-1)第一组(同径异速轧制)2.620471.62.908523.48第二组(异径同速轧制)2.620471.62.358471.6第三组(同步轧制)2.620471.62.620471.6(a)同步(b)同径异速(c)异径同速0.29000.19300.09670.000321Min0.00000.197Max234步231

程中镁合金的边部损伤、等效应力和等效应变分布等可影响镁合金成形的因素进行了分析。（1）镁合金板带的边部损伤分析三种不同工艺下AZ31镁合金板材的遍布损伤情况如图2所示。同步、同径异速和异径同速轧制时板材的边部损伤最大值分别为0.197、0.174和0.158，另外，从边部损伤的面积来看，同步、同辊异步和异径同速轧制时损伤面积也呈逐渐递减趋势，可见采用两种异步轧制工艺时板材的边部损伤均小于同步轧制，，且在两种异步轧制工艺中异径同速更有利于降低AZ31镁合金板材的边部损伤，提高成材率。（2）应力场分析图3（a）～（c）为同步轧制（同径同速）和异步轧表2AZ31镁合金热物理参数Tab.2ThethermophysicalparametersofAZ31Mgalloy物理量参数密度/(kg·m-3)1770弹性模量/GPa44.8泊松比0.35热膨胀系数/10-5℃-12.2传热系数/(N·s-1·mm-1·℃-1)113表3三组轧辊速度Tab.3Threesetsofrollerspeeds组别上辊转速/(r·min-1)上辊线速度/(mm·s-1)下辊转速/(r·min-1)下辊线速度/(mm·s-1)第一组(同径异速轧制)2.620471.62.908523.48第二组(异径同速轧制)2.620471.62.358471.6第三组(同步轧制)2.620471.62.620471.6(a)同步(b)同径异速(c)异径同速0.29000.19300.09670.000321Min0.00000.197Max234步231步254步0.000562Min0.174Max0.000896Min0.158Max损伤图2不同轧制工艺下板料边部的损伤Fig.2Thedamageoftheedgeofsheetmetalunderdifferentrollingprocesses16010753.40.0000.000Min159Maxyxz15910954.50.0000.000Min156Maxyxz15810854.10.0000.000Min157Maxyxz(a)同径同速(MPa)(b)同径异速(MPa)(c)异径同速(
【作者单位】： 太原科技大学山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室;太原理工大学机械工程学院;
【基金】：山西省优秀人才科技创新项目(201605D211014)
【分类号】：TG339

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本文编号：2543686