【摘要】：鎂合金是具有質(zhì)輕、環(huán)保突出特點的綠色金屬結(jié)構(gòu)材料,其高比強、高比模的輕質(zhì)高強板材的應(yīng)用已逐漸成為國內(nèi)外材料界關(guān)注的亮點,也日益成為產(chǎn)業(yè)競爭的焦點。隨著單點漸進成形技術(shù)在板材塑性成形領(lǐng)域的推廣,逐漸應(yīng)用于鎂合金成形。然而,目前的研究基本限于宏觀上的模擬分析與實驗,研究鎂合金材料的塑形成性工藝過程。為了真正使成形過程不但能“成形”,也能實現(xiàn)“成性”,以便使成形零件同時滿足尺寸精度與性能兩方面的要求,從微觀角度進行分析。本文運用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,對鎂合金單點漸進成形進行數(shù)值模擬,分析各工藝參數(shù)溫度、工具頭半徑和進給量對鎂合金板材在漸進成形中的應(yīng)力、減薄率變化的影響規(guī)律,并基于數(shù)值模擬結(jié)果對漸進成形開展相關(guān)實驗研究。同時運用Marc軟件與金相實驗,對鎂合金單點漸進成形微觀組織變化進行分析研究,分析不同參數(shù)下鎂合金微觀組織的變化,探究鎂合金單點漸進成形塑性變形微觀機理的規(guī)律,為制定合理的工藝方案和確定各成形參數(shù)提供理依據(jù)。研究結(jié)果表明:成形溫度、工具頭尺寸、進給量對鎂合金單點漸進成形微觀機理有明顯的影響。成形溫度對鎂合金板材的成形性能影響顯著,隨溫度升高,板材晶粒增大,在成形溫度為250℃條件下,板材表現(xiàn)出較好的塑性成形性,晶粒發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶得到明顯細化;工具頭半徑在5?8mm范圍內(nèi)時,成形件厚度變化均勻,壁厚減薄率小,平均晶粒尺寸有變大趨勢,在半徑為5mm時,晶粒相對均勻;進給量對成形件的減薄率和晶粒尺寸有影響,進給量在0.2～1.0mm時,最大剪切應(yīng)力和最大減薄率隨進給量的增大呈逐漸增大趨勢,減薄率平緩遞增,隨進給量的增加,平均晶粒尺寸增大,進給量為0.7mm時,鎂合金板材的塑性、減薄率、晶粒細化程度最好。
【圖文】：

金屬板材單點漸進成形技術(shù)是一種新型數(shù)字化柔性制造技術(shù)，其采用“分逡逑層制造”思想，對板材進行逐次局部變形代替整體成形，最終將板材成形為所逡逑需的工件如圖１－丨所示。與傳統(tǒng)的沖壓成形技術(shù)相比，該成形技術(shù)在成形過逡逑程中無需模具或只采用簡單模具便可成形任意復(fù)雜形狀的零件，，具有較強的靈逡逑活性和適應(yīng)性，特別適用于小批量、多品種或形狀復(fù)雜的板類件的生產(chǎn)隨逡逑著單點漸進成形技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，該技術(shù)己逐漸應(yīng)用于鎂合金板材成形逡逑領(lǐng)域。逡逑目前的研宄基本限于模擬分析與實驗研究，大多是針對鎂合金等板材宏觀逡逑上的塑形成性，研究鎂合金材料的塑形成性丁藝過程和成形的質(zhì)量。而單點漸逡逑進成形的微觀機理涉及的成形材料的晶粒變化、織構(gòu)變化等尚未進行研宄，通逡逑過研宄微觀機理的變化提高板材成形質(zhì)景亟需解決的一個科學(xué)問題。逡逑Ｉ逡逑

緒論逡逑序數(shù)為丨２，相對原子質(zhì)量為２４．３２，電子結(jié)構(gòu)為丨Ｓ２２Ｓ２２Ｐ６３Ｓ２。鎂的晶體結(jié)構(gòu)為逡逑密排六方，如圖１－２所示。在室溫下的晶格常數(shù)為：ａ＝０．３２０２ｎｍ，邋ｃ＝０．５１９９ｎｍ，逡逑晶胞的軸比為ｃ／ａ＝１．６２３７。其常見的性質(zhì)見表１－１。逡逑0Ｋ逡逑圖ｉ－２鎂的密排六方晶胞結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｈｅｘａｇｏｎａｌ邋Ｃｌｏｓｅ邋Ｐａｃｋｅｄ邋（ＨＣＰ）邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑表Ｍ邋鎂的常見物理性質(zhì)Ｍ逡逑Ｔａｂ邋１－１邋Ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｏｆ邋ｃｏｍｍｏｎ邋ｏｘｉｄａｎｔｓ逡逑性質(zhì)邐數(shù)值逡逑原子序數(shù)邐１２逡逑原子價邐２逡逑相對原子量邐２４．３０５逡逑原子體（ｃｍ３／ｇ）邐１４．０逡逑原子直徑（Ａ）邐３．２０逡逑室溫密（ｇ／ｃｍ３）邐１．７３８逡逑培點密（ｇ／ｃｍ３）邐１．５８４逡逑熔點（。0）邐９２３邋±１逡逑沸點ｆＣ）邐丨３８０±３逡逑電阻率（０邋？邋ｍ）邐４７逡逑熱導(dǎo)率（Ｗ／ｍ邋？邋Ｋ）邐１５３．６逡逑１．２．２鎂合金的應(yīng)用逡逑鎂合金材料最早是用在航空工業(yè)，１９０９年在德國法蘭克福國際航空展覽會逡逑上首次出現(xiàn)了用鎂合金所鑄的構(gòu)件ＩＭ。２０世紀(jì)９０年代以來，伴隨著相關(guān)技術(shù)逡逑的發(fā)展，鎂合金應(yīng)用和研究的重點開始從宇航和兵工領(lǐng)域迅速擴展到民用產(chǎn)業(yè)，逡逑鎂合金的市場需求呈穩(wěn)定增長趨勢，其主要工業(yè)應(yīng)用體現(xiàn)在：逡逑（１）汽車工業(yè)逡逑鎂合金被廣泛應(yīng)用于汽車座椅支架、變速箱殼體、發(fā)動機罩蓋、框架、車逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.22

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本文編號：2604008