AZ31镁合金连续变截面挤扭成形工艺的数值模拟研究

发布时间：2023-04-01 18:52

　　镁合金材料具有独特的性能特点,在航空航天、交通运输、电子通讯、医用材料等领域拥有广泛的应用价值。目前,采用大塑性变形方法制备超细晶镁合金材料以及新型大塑性变形工艺的研发,都已经成为材料加工领域的研究热点。挤扭变形作为一种新型的大塑性变形方法,具有两个剪切面、坯料横截面不发生改变、材料利用率高、可进行特殊截面材料的加工等优点,但同时也存在变形效率低、变形不均匀、模具难加工等问题。为解决挤扭变形工艺存在的问题,本文提出一种连续变截面挤扭成形方法。该方法通过多阶正挤压段与挤扭段的组合,形成变截面的组合式挤扭模具型腔。变形过程中,坯料发生一系列连续的复合塑性变形,不断积累较大的塑性应变,达到均匀细化组织并提高改善材料性能的目的。本文采用Deform 3D软件对AZ31镁合金连续变截面挤扭成形过程进行数值模拟,系统研究模具型腔结构、变形工艺参数、变形路径对其变形过程的影响规律。模具型腔结构设计是研究连续变截面挤扭成形方法的首要问题,优化模具型腔结构将有效改善均匀变形效果。本文通过不同的螺旋角β和截面旋转角γ设计了6组模具型腔结构,并从挤压载荷、金属流动性、等效应力、等效应变、点追踪等方面对仿真模...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金的概述
        1.2.1 镁合金的性质及分类
        1.2.2 镁合金的强化机制
        1.2.3 镁合金的应用
    1.3 大塑性(SPD)变形
        1.3.1 等通道转角挤压(ECAP)工艺
        1.3.2 连续变截面直接挤压(CVCDE)工艺
        1.3.3 挤扭(TE)工艺
    1.4 挤扭变形工艺特点及发展现状
        1.4.1 挤扭(TE)变形工艺特点
        1.4.2 挤扭(TE)工艺的国内外发展现状
    1.5 课题研究意义及研究内容
第2章 连续变截面挤扭成形工艺的数值模拟
    2.1 技术路线图
    2.2 有限元模型的建立
    2.3 材料模型的建立
    2.4 数值模拟参数的设置
    2.5 本章小结
第3章 连续变截面挤扭成形模具的结构优化
    3.1 引言
    3.2 连续变截面挤扭成形的模具型腔结构设计
        3.2.1 模具型腔结构
        3.2.2 型腔结构优化的模拟实验方案
    3.3 数值模拟结果分析
        3.3.1 挤压载荷变化
        3.3.2 金属流动分布
        3.3.3 等效应力分布
        3.3.4 等效应变分布
        3.3.5 点追踪分析
    3.4 本章小结
第4章 AZ31 连续变截面挤扭的成形工艺参数优化
    4.1 引言
    4.2 优化设计原则与成形工艺方案
        4.2.1 优化设计原则
        4.2.2 成形工艺方案的确定
    4.3 数值模拟结果分析
        4.3.1 挤压温度对连续变截面挤扭成形过程的影响
        4.3.2 挤压速度对连续变截面挤扭成形过程的影响
        4.3.3 摩擦因子对连续变截面挤扭成形过程的影响
    4.4 本章小结
第5章 不同路径连续变截面挤扭成形过程对比分析
    5.1 引言
    5.2 连续变截面挤扭成形路径设计
    5.3 数值模拟结果分析
        5.3.1 温度场变化
        5.3.2 挤压载荷变化
        5.3.3 应变场变化
        5.3.4 组织模拟变化
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3777673