镁/铝爆炸复合板轧制过程的数值模拟分析

发布时间：2021-04-10 14:11

　　镁合金具有质量轻、抗拉强度高、减震效果好且自然资源丰富等特点,使用前景十分广泛,但是耐腐蚀性差很大程度上限制了镁合金的应用。铝合金具有密度低、塑性好、抗腐蚀能力强等特点。将镁合金和铝合金制作成叠层复合材料,它就能充分发挥铝合金和镁合金各自优势。利用爆炸焊接+轧制这两种工艺方法可以制备镁/铝叠层复合板,通过爆炸焊接工艺使镁合金板和铝合金板紧密结合,再通过轧制工艺使得镁/铝复合板变薄,且提高镁/铝复合板的结合强度。因此,为了获得良好的镁/铝轧制复合板,需要设计合理的轧制工艺参数。本文主要利用ABAQUS有限元软件对AZ31B镁合金/5052铝合金爆炸复合板在不同轧制速度、轧制温度、轧制压下量条件下热轧过程的模拟,旨在确定合适的轧制工艺参数,为实际轧制过程提供指导。本文主要研究内容如下:（1）镁合金板和铝合金板通过爆炸工艺制备形成爆炸复合板,对镁/铝爆炸复合板退火后的组织性能和力学性能的研究,确定出镁/铝爆炸复合板轧制前界面结合良好。（2）利用ABAQUS有限元分析软件建立镁/铝爆炸复合板轧制过程模型。采用单因素控制变量法,当轧制温度升高时,复合板的翘曲曲率和界面应变差都呈现先增大后减小在增... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外镁/铝复合板的制备及研究现状
        1.2.1 国外镁/铝复合板研究现状
        1.2.2 国内镁/铝复合板研究现状
    1.3 复合板轧制过程数值模拟研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 研究思路
第二章 轧制前镁/铝复合板的组织性能和力学性能检测
    2.1 镁/铝爆炸复合板的制备
    2.2 镁/铝爆炸复合板轧制前的性能测试
        2.2.1 超声波检测
        2.2.2 组织性能测试
        2.2.3 力学性能测试
    2.3 本章小结
第三章 镁/铝爆炸复合板轧制过程的有限元建模
    3.1 ABAQUS有限元软件介绍
    3.2 轧制工艺参数参数分析
        3.2.1 轧制温度
        3.2.2 轧制速度
        3.2.3 轧制压下率
    3.3 复合板有限元模型的建立
        3.3.0 几何模型的建立
        3.3.1 材料的属性设置
        3.3.2 复合板与轧辊接触之间的相互作用
        3.3.3 复合板边界条件设定
        3.3.4 分析步的设置
        3.3.5 复合板网格的划分
    3.4 本章小结
第四章 镁/铝爆炸复合板轧制模拟结果分析
    4.1 引言
    4.2 轧制后镁/铝复合板衡量指标
        4.2.1 镁/铝复合板的翘曲曲率
        4.2.2 镁/铝复合板的界面应变差值
        4.2.3 镁/铝复合板中镁合金的最大应力值
    4.3 轧制温度对镁/铝复合板的影响
    4.4 轧制压下率对镁/铝复合板的影响
    4.5 轧制速度对镁/铝复合板的影响
    4.6 本章小结
第五章 正交试验及轧制试验结果分析
    5.1 引言
    5.2 正交实验方案设计
    5.3 正交试验结果分析
    5.4 最优轧制工艺参数
    5.5 镁/铝复合板最优轧制工艺参数数值模拟结果分析
        5.5.1 复合板温度场分析
        5.5.2 复合板应力场分析
        5.5.3 复合板界面应力分析
    5.6 镁/铝爆炸复合板轧制试验
    5.7 轧制实验结果分析及解决方案
    5.8 本章小结
第六章 总结和展望
    总结
    展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制速度对铜/铝复合板结合强度的影响[J]. 王天翔,胡尚举,武显斌.  热加工工艺. 2019(03)
[2]镁合金在汽车零部件中的应用与发展[J]. 纪宏超,李轶明,龙海洋,裴未迟,李耀刚.  铸造技术. 2019(01)
[3]铝合金板材同步/异步轧制变形行为有限元分析[J]. 马存强,侯陇刚,庄林忠,张济山,姜枫,马彦东.  塑性工程学报. 2018(06)
[4]轧制工艺参数对稀土镁合金组织和性能的影响[J]. 邵瑞,张效华.  热加工工艺. 2018(19)
[5]轧制双金属复合板材的研究现状[J]. 陈连生,张鑫磊,郑小平,宋进英,田亚强.  稀有金属材料与工程. 2018(10)
[6]5052/AZ31/5052合金叠层板拉深成形性能研究及工艺优化[J]. 唐巍,曹晓卿,陈志青,杨文武.  轻合金加工技术. 2018(09)
[7]铜铝复合材料的制备工艺分析[J]. 周弦.  南方农机. 2018(17)
[8]爆炸焊接技术的发展现状及展望[J]. 张东杰.  煤矿爆破. 2018(04)
[9]镁合金变形机制及温度对其轧制组织影响的研究进展[J]. 卢振华,杨红平,刘博.  热加工工艺. 2018(13)
[10]冷轧及退火工艺对钛-铝复合板界面结合性能的影响[J]. 刘嘉庚,韩静涛,刘靖,刘丽.  热加工工艺. 2018(12)

硕士论文
[1]铝/镁/铝合金复合板爆炸焊接数值模拟及制备[D]. 魏屹.太原理工大学 2018
[2]镁/铝爆炸复合板轧制工艺及界面行为研究[D]. 王东亚.太原理工大学 2017
[3]铝/镁合金爆炸焊接层状复合界面形成机制及数值模拟[D]. 袁晓丹.太原理工大学 2016
[4]铝镁复合板制备工艺与性能研究[D]. 杨金亮.哈尔滨工程大学 2016
[5]轧制工艺参数对不锈钢/碳钢复合板界面结合强度的影响[D]. 陈少航.太原科技大学 2014
[6]镁铝复合板拉深极限的理论与实验研究[D]. 聂慧慧.太原理工大学 2013
[7]Al/Mg/Al叠层复合材料轧制复合工艺研究[D]. 徐希军.南京理工大学 2009



本文编号：3129779