鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制過程的數(shù)值模擬分析
發(fā)布時間:2021-04-10 14:11
鎂合金具有質(zhì)量輕、抗拉強度高、減震效果好且自然資源豐富等特點,使用前景十分廣泛,但是耐腐蝕性差很大程度上限制了鎂合金的應(yīng)用。鋁合金具有密度低、塑性好、抗腐蝕能力強等特點。將鎂合金和鋁合金制作成疊層復(fù)合材料,它就能充分發(fā)揮鋁合金和鎂合金各自優(yōu)勢。利用爆炸焊接+軋制這兩種工藝方法可以制備鎂/鋁疊層復(fù)合板,通過爆炸焊接工藝使鎂合金板和鋁合金板緊密結(jié)合,再通過軋制工藝使得鎂/鋁復(fù)合板變薄,且提高鎂/鋁復(fù)合板的結(jié)合強度。因此,為了獲得良好的鎂/鋁軋制復(fù)合板,需要設(shè)計合理的軋制工藝參數(shù)。本文主要利用ABAQUS有限元軟件對AZ31B鎂合金/5052鋁合金爆炸復(fù)合板在不同軋制速度、軋制溫度、軋制壓下量條件下熱軋過程的模擬,旨在確定合適的軋制工藝參數(shù),為實際軋制過程提供指導。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)鎂合金板和鋁合金板通過爆炸工藝制備形成爆炸復(fù)合板,對鎂/鋁爆炸復(fù)合板退火后的組織性能和力學性能的研究,確定出鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制前界面結(jié)合良好。(2)利用ABAQUS有限元分析軟件建立鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制過程模型。采用單因素控制變量法,當軋制溫度升高時,復(fù)合板的翹曲曲率和界面應(yīng)變差都呈現(xiàn)先增大后減小在增...
【文章來源】:長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外鎂/鋁復(fù)合板的制備及研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外鎂/鋁復(fù)合板研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)鎂/鋁復(fù)合板研究現(xiàn)狀
1.3 復(fù)合板軋制過程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.4 研究內(nèi)容
1.5 研究思路
第二章 軋制前鎂/鋁復(fù)合板的組織性能和力學性能檢測
2.1 鎂/鋁爆炸復(fù)合板的制備
2.2 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制前的性能測試
2.2.1 超聲波檢測
2.2.2 組織性能測試
2.2.3 力學性能測試
2.3 本章小結(jié)
第三章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制過程的有限元建模
3.1 ABAQUS有限元軟件介紹
3.2 軋制工藝參數(shù)參數(shù)分析
3.2.1 軋制溫度
3.2.2 軋制速度
3.2.3 軋制壓下率
3.3 復(fù)合板有限元模型的建立
3.3.0 幾何模型的建立
3.3.1 材料的屬性設(shè)置
3.3.2 復(fù)合板與軋輥接觸之間的相互作用
3.3.3 復(fù)合板邊界條件設(shè)定
3.3.4 分析步的設(shè)置
3.3.5 復(fù)合板網(wǎng)格的劃分
3.4 本章小結(jié)
第四章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制模擬結(jié)果分析
4.1 引言
4.2 軋制后鎂/鋁復(fù)合板衡量指標
4.2.1 鎂/鋁復(fù)合板的翹曲曲率
4.2.2 鎂/鋁復(fù)合板的界面應(yīng)變差值
4.2.3 鎂/鋁復(fù)合板中鎂合金的最大應(yīng)力值
4.3 軋制溫度對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.4 軋制壓下率對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.5 軋制速度對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 正交試驗及軋制試驗結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 正交實驗方案設(shè)計
5.3 正交試驗結(jié)果分析
5.4 最優(yōu)軋制工藝參數(shù)
5.5 鎂/鋁復(fù)合板最優(yōu)軋制工藝參數(shù)數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.5.1 復(fù)合板溫度場分析
5.5.2 復(fù)合板應(yīng)力場分析
5.5.3 復(fù)合板界面應(yīng)力分析
5.6 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制試驗
5.7 軋制實驗結(jié)果分析及解決方案
5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
總結(jié)
展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]軋制速度對銅/鋁復(fù)合板結(jié)合強度的影響[J]. 王天翔,胡尚舉,武顯斌. 熱加工工藝. 2019(03)
[2]鎂合金在汽車零部件中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 紀宏超,李軼明,龍海洋,裴未遲,李耀剛. 鑄造技術(shù). 2019(01)
[3]鋁合金板材同步/異步軋制變形行為有限元分析[J]. 馬存強,侯隴剛,莊林忠,張濟山,姜楓,馬彥東. 塑性工程學報. 2018(06)
[4]軋制工藝參數(shù)對稀土鎂合金組織和性能的影響[J]. 邵瑞,張效華. 熱加工工藝. 2018(19)
[5]軋制雙金屬復(fù)合板材的研究現(xiàn)狀[J]. 陳連生,張鑫磊,鄭小平,宋進英,田亞強. 稀有金屬材料與工程. 2018(10)
[6]5052/AZ31/5052合金疊層板拉深成形性能研究及工藝優(yōu)化[J]. 唐巍,曹曉卿,陳志青,楊文武. 輕合金加工技術(shù). 2018(09)
[7]銅鋁復(fù)合材料的制備工藝分析[J]. 周弦. 南方農(nóng)機. 2018(17)
[8]爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張東杰. 煤礦爆破. 2018(04)
[9]鎂合金變形機制及溫度對其軋制組織影響的研究進展[J]. 盧振華,楊紅平,劉博. 熱加工工藝. 2018(13)
[10]冷軋及退火工藝對鈦-鋁復(fù)合板界面結(jié)合性能的影響[J]. 劉嘉庚,韓靜濤,劉靖,劉麗. 熱加工工藝. 2018(12)
碩士論文
[1]鋁/鎂/鋁合金復(fù)合板爆炸焊接數(shù)值模擬及制備[D]. 魏屹.太原理工大學 2018
[2]鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制工藝及界面行為研究[D]. 王東亞.太原理工大學 2017
[3]鋁/鎂合金爆炸焊接層狀復(fù)合界面形成機制及數(shù)值模擬[D]. 袁曉丹.太原理工大學 2016
[4]鋁鎂復(fù)合板制備工藝與性能研究[D]. 楊金亮.哈爾濱工程大學 2016
[5]軋制工藝參數(shù)對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板界面結(jié)合強度的影響[D]. 陳少航.太原科技大學 2014
[6]鎂鋁復(fù)合板拉深極限的理論與實驗研究[D]. 聶慧慧.太原理工大學 2013
[7]Al/Mg/Al疊層復(fù)合材料軋制復(fù)合工藝研究[D]. 徐希軍.南京理工大學 2009
本文編號:3129779
【文章來源】:長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外鎂/鋁復(fù)合板的制備及研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外鎂/鋁復(fù)合板研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)鎂/鋁復(fù)合板研究現(xiàn)狀
1.3 復(fù)合板軋制過程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.4 研究內(nèi)容
1.5 研究思路
第二章 軋制前鎂/鋁復(fù)合板的組織性能和力學性能檢測
2.1 鎂/鋁爆炸復(fù)合板的制備
2.2 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制前的性能測試
2.2.1 超聲波檢測
2.2.2 組織性能測試
2.2.3 力學性能測試
2.3 本章小結(jié)
第三章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制過程的有限元建模
3.1 ABAQUS有限元軟件介紹
3.2 軋制工藝參數(shù)參數(shù)分析
3.2.1 軋制溫度
3.2.2 軋制速度
3.2.3 軋制壓下率
3.3 復(fù)合板有限元模型的建立
3.3.0 幾何模型的建立
3.3.1 材料的屬性設(shè)置
3.3.2 復(fù)合板與軋輥接觸之間的相互作用
3.3.3 復(fù)合板邊界條件設(shè)定
3.3.4 分析步的設(shè)置
3.3.5 復(fù)合板網(wǎng)格的劃分
3.4 本章小結(jié)
第四章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制模擬結(jié)果分析
4.1 引言
4.2 軋制后鎂/鋁復(fù)合板衡量指標
4.2.1 鎂/鋁復(fù)合板的翹曲曲率
4.2.2 鎂/鋁復(fù)合板的界面應(yīng)變差值
4.2.3 鎂/鋁復(fù)合板中鎂合金的最大應(yīng)力值
4.3 軋制溫度對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.4 軋制壓下率對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.5 軋制速度對鎂/鋁復(fù)合板的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 正交試驗及軋制試驗結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 正交實驗方案設(shè)計
5.3 正交試驗結(jié)果分析
5.4 最優(yōu)軋制工藝參數(shù)
5.5 鎂/鋁復(fù)合板最優(yōu)軋制工藝參數(shù)數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.5.1 復(fù)合板溫度場分析
5.5.2 復(fù)合板應(yīng)力場分析
5.5.3 復(fù)合板界面應(yīng)力分析
5.6 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制試驗
5.7 軋制實驗結(jié)果分析及解決方案
5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
總結(jié)
展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]軋制速度對銅/鋁復(fù)合板結(jié)合強度的影響[J]. 王天翔,胡尚舉,武顯斌. 熱加工工藝. 2019(03)
[2]鎂合金在汽車零部件中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 紀宏超,李軼明,龍海洋,裴未遲,李耀剛. 鑄造技術(shù). 2019(01)
[3]鋁合金板材同步/異步軋制變形行為有限元分析[J]. 馬存強,侯隴剛,莊林忠,張濟山,姜楓,馬彥東. 塑性工程學報. 2018(06)
[4]軋制工藝參數(shù)對稀土鎂合金組織和性能的影響[J]. 邵瑞,張效華. 熱加工工藝. 2018(19)
[5]軋制雙金屬復(fù)合板材的研究現(xiàn)狀[J]. 陳連生,張鑫磊,鄭小平,宋進英,田亞強. 稀有金屬材料與工程. 2018(10)
[6]5052/AZ31/5052合金疊層板拉深成形性能研究及工藝優(yōu)化[J]. 唐巍,曹曉卿,陳志青,楊文武. 輕合金加工技術(shù). 2018(09)
[7]銅鋁復(fù)合材料的制備工藝分析[J]. 周弦. 南方農(nóng)機. 2018(17)
[8]爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張東杰. 煤礦爆破. 2018(04)
[9]鎂合金變形機制及溫度對其軋制組織影響的研究進展[J]. 盧振華,楊紅平,劉博. 熱加工工藝. 2018(13)
[10]冷軋及退火工藝對鈦-鋁復(fù)合板界面結(jié)合性能的影響[J]. 劉嘉庚,韓靜濤,劉靖,劉麗. 熱加工工藝. 2018(12)
碩士論文
[1]鋁/鎂/鋁合金復(fù)合板爆炸焊接數(shù)值模擬及制備[D]. 魏屹.太原理工大學 2018
[2]鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制工藝及界面行為研究[D]. 王東亞.太原理工大學 2017
[3]鋁/鎂合金爆炸焊接層狀復(fù)合界面形成機制及數(shù)值模擬[D]. 袁曉丹.太原理工大學 2016
[4]鋁鎂復(fù)合板制備工藝與性能研究[D]. 楊金亮.哈爾濱工程大學 2016
[5]軋制工藝參數(shù)對不銹鋼/碳鋼復(fù)合板界面結(jié)合強度的影響[D]. 陳少航.太原科技大學 2014
[6]鎂鋁復(fù)合板拉深極限的理論與實驗研究[D]. 聶慧慧.太原理工大學 2013
[7]Al/Mg/Al疊層復(fù)合材料軋制復(fù)合工藝研究[D]. 徐希軍.南京理工大學 2009
本文編號:3129779
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