本文關(guān)鍵詞：航天用鎂合金錐殼內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件擠壓成形工藝研究

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【摘要】：隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,對(duì)輕合金復(fù)雜整體構(gòu)件的需求越來越強(qiáng)烈。本文研究對(duì)象為整體成形難度較大的航天用某大型錐殼內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件,材料為Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr鎂合金,針對(duì)此內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件制定了錐殼省力擠壓成形工藝,設(shè)計(jì)配套模具并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要做了以下幾方面的工作： 首先,應(yīng)用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī),對(duì)Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr鎂合金流變性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。應(yīng)用Johnson-Cook本構(gòu)模型計(jì)算得到Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr鎂合金的Johnson-Cook本構(gòu)方程為： 其次,基于Deform-3D有限元分析軟件,通過數(shù)值模擬制定了本文要成形的大型錐殼內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件錐殼的省力擠壓成形工藝,重點(diǎn)分析了預(yù)成形坯料底厚和凸模上部錐度對(duì)成形過程中擠壓力的影響。 提出了內(nèi)環(huán)筋斜鍥加載擠壓成形新工藝。針對(duì)內(nèi)筋成形過程中關(guān)鍵模具分瓣模,設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)的分瓣模,通過數(shù)值模擬確定了最佳分瓣模結(jié)構(gòu),在選定分瓣模結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了分瓣模圓角半徑和傾斜角對(duì)內(nèi)筋成形過程中金屬充填性的影響。分析研究了坯料預(yù)成形溫度和分瓣模徑向進(jìn)給對(duì)內(nèi)筋成形過程中等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和損傷值的影響,得到最佳工藝參數(shù)為坯料溫度380℃,模具溫度420℃,徑向進(jìn)給速度2mm.s-1。 最后,在選定模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)相關(guān)模具,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過多道次省力擠壓和內(nèi)筋斜鍥加載擠壓成形在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的條件下可以實(shí)現(xiàn)該錐殼內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件的成形,成形后的筋部充填飽滿,無明顯缺陷,驗(yàn)證了成形工藝的可行性。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 內(nèi)環(huán)筋 斜鍥加載 數(shù)值模擬 擠壓成形
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 稀土鎂合金概述11-12
• 1.3 圓錐形構(gòu)件成形工藝概述12-14
• 1.3.1 擴(kuò)錐擠壓成形工藝12-13
• 1.3.2 縮錐擠壓成形工藝13-14
• 1.3.3 變錐擠壓成形工藝14
• 1.4 內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件成形工藝及研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件成形工藝14-15
• 1.4.2 內(nèi)環(huán)筋構(gòu)件成形研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本課題的研究目的及內(nèi)容16-18
• 1.5.1 課題研究目的16-17
• 1.5.2 課題主要研究內(nèi)容17-18
• 2 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金本構(gòu)方程的建立18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 熱壓實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析18-20
• 2.2.1 熱壓實(shí)驗(yàn)18-19
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析19-20
• 2.3 Johnson-Cook 本構(gòu)方程的建立20-25
• 2.3.1 Johnson-Cook 本構(gòu)方程參數(shù)的確定21-23
• 2.3.2 Johnson-Cook 本構(gòu)方程與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比23-24
• 2.3.3 m 溫度敏感系數(shù)的修正24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 3 錐殼擠壓成形工藝分析及數(shù)值模擬26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 成形工藝分析26-27
• 3.3 錐殼成形有限元數(shù)值模擬27-29
• 3.3.1 有限元模型的建立27-28
• 3.3.2 模擬結(jié)果及分析28-29
• 3.4 錐殼省力擠壓成形工藝及有限元數(shù)值模擬29-32
• 3.4.1 預(yù)成形坯料底厚對(duì)后續(xù)擠壓力的影響29-31
• 3.4.2 后續(xù)擠壓凸模上部錐度對(duì)擠壓力的影響31-32
• 3.5 成形工藝的確定32-33
• 3.6 小結(jié)33-34
• 4 內(nèi)環(huán)筋擠壓成形工藝及數(shù)值模擬34-48
• 4.1 引言34-35
• 4.2 內(nèi)環(huán)筋擠壓成形工藝研究35-36
• 4.2.1 斜鍥機(jī)構(gòu)工藝原理35
• 4.2.2 內(nèi)環(huán)筋斜鍥加載擠壓成形工藝35-36
• 4.3 分瓣模結(jié)構(gòu)對(duì)成形過程中筋部充填規(guī)律的影響36-39
• 4.3.1 不同分瓣模結(jié)構(gòu)對(duì)金屬填充性的影響36-37
• 4.3.2 筋部金屬充填行為特點(diǎn)37-38
• 4.3.3 圓角半徑對(duì)金屬充填行為的影響38-39
• 4.3.4 分瓣模傾斜角對(duì)金屬充填行為的影響39
• 4.4 預(yù)成形溫度對(duì)內(nèi)環(huán)筋擠壓成形的影響39-43
• 4.4.1 預(yù)成形溫度對(duì)等效應(yīng)力的影響40-41
• 4.4.2 預(yù)成形溫度對(duì)等效應(yīng)變的影響41-42
• 4.4.3 預(yù)成形溫度對(duì)工件損傷值的影響42-43
• 4.5 徑向進(jìn)給對(duì)內(nèi)環(huán)筋擠壓成形的影響43-46
• 4.5.1 徑向進(jìn)給對(duì)等效應(yīng)力的影響43-44
• 4.5.2 徑向進(jìn)給對(duì)等效應(yīng)變的影響44-45
• 4.5.3 徑向進(jìn)給對(duì)工件損傷值的影響45-46
• 4.6 小結(jié)46-48
• 5 模具設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)試制48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 模具材料的選擇48
• 5.3 主要模具設(shè)計(jì)48-51
• 5.4 模具裝配圖51-53
• 5.5 實(shí)驗(yàn)條件53-54
• 5.5.1 材料53
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備53
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)潤滑劑53-54
• 5.6 實(shí)驗(yàn)過程54-55
• 5.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析55-56
• 5.8 小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：778039