基于数值模拟优化的AZ80镁合金轧制成形性能研究

发布时间：2025-02-09 14:33

　　镁合金作为最轻的结构金属材料,同时兼备优良的综合力学性能和理化性能,在迫切需要轻量化的航空航天,运载工程和电子通讯等领域具有突出优势和应用前景。镁合金板材作为二次成形的原材料在实际生产中应用广泛,其性能的好坏直接决定了零件的性能和生产效率,但是镁合金因为其固有的密排六方结构导致其塑性变形能力差,因此通过制定合理的轧制工艺和轧制方式来制备性能优异的板材具有重要的意义。本文使用Deform-3D有限元软件,对AZ80镁合金的挤压和轧制工艺进行大量的数值模拟,研究挤压温度、轧制工艺参数和轧制方式对温度场、等效应力场、等效应变场和压力载荷分布的影响,并通过有限元模拟结果优化实际工艺,提升实际工艺中AZ80镁合金的成形性能。通过AZ80热压缩曲线分析高温流变行为并构建本构方程,通过分析挤压数值模拟的结果,发现在挤压变形过程中随挤压温度的升高坯料的温升随之减小。根据有限元模拟的结果通过挤压实验制备了镁合金棒材,其中挤压温度在350℃以上的棒材成形效果良好。通过单道次轧制工艺的有限元模拟确定了轧制工艺的最佳轧制速度5m/min,最佳单道次轧制压下量为30%,350℃和400℃轧制温度下的等效应力和等效...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金的应用
        1.2.1 镁合金在汽车工程领域的应用
        1.2.2 镁合金在航空航天领域的应用
        1.2.3 镁合金在3C领域的应用
    1.3 镁合金塑性变形机制
        1.3.1 镁合金的滑移机制
        1.3.2 镁合金的孪生机制
    1.4 镁合金板材的轧制工艺
        1.4.1 镁合金板材常规同步轧制
        1.4.2 镁合金板材双辊铸轧工艺
        1.4.3 镁合金板材交叉轧制工艺
        1.4.4 镁合金板材异步轧制工艺
        1.4.5 镁合金板材等径角轧制工艺
        1.4.6 镁合金板材累积叠轧工艺
    1.5 镁合金轧制工艺有限元模拟现状
    1.6 课题主要研究内容
第2章 实验方案
    2.1 实验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 热压缩实验
        2.2.2 AZ80镁合金挤压工艺方案与实验
        2.2.3 AZ80镁合金轧制工艺方案与实验
第3章 AZ80镁合金的高温流变行为和挤压工艺优化
    3.1 引言
    3.2 AZ80镁合金高温压缩真应力应变曲线分析
    3.3 AZ80镁合金本构方程的建立与应变补偿修正
        3.3.1 AZ80镁合金本构方程的建立与验证
        3.3.2 AZ80镁合金本构方程应变补偿修正
    3.4 AZ80镁合金挤压工艺的数值模拟
        3.4.1 挤压模型的建立与参数的确定
        3.4.2 挤压工艺数值模拟及结果分析
    3.5 基于有限元模拟优化的AZ80镁合金实际挤压工艺
    3.6 本章小结
第4章 AZ80镁合金板材单道次轧制数值模拟
    4.1 引言
    4.2 几何模型的创建和参数的选定
        4.2.1 轧制模型的建立与网格划分
        4.2.2 轧制参数和边界条件的设置
    4.3 单道次轧制工艺数值模拟及结果分析
        4.3.1 轧制压下量对AZ80镁合金的影响
        4.3.2 轧制速度对AZ80镁合金的影响
        4.3.3 轧制温度对AZ80镁合金的影响
    4.4 本章小结
第5章 镁合金板材多道次轧制数值模拟
    5.1 引言
    5.2 几何模型的创建和参数的选定
        5.2.1 多道次轧制模型的建立
        5.2.2 多道次轧制的参数设定
    5.3 多道次轧制工艺有限元模拟及结果分析
        5.3.1 多道次单向轧制有限元模拟结果及其分析
        5.3.2 多道次交叉轧制有限元模拟结果及其分析
        5.3.3 轧制方式对AZ80镁合金的影响
    5.4 镁合金多道次轧制实验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4032384