發(fā)布時間：2023-03-22 21:59

　　鎂及鎂合金材料作為一種輕型金屬材料,對于車輛、飛機等交通工具的輕量化設計更具吸引力。由于鎂合金具有六方密排晶體結(jié)構(gòu),使得其在室溫下的變形能力有限。本文從鎂合金細觀變形機制引起宏觀硬化行為各向異性的特點出發(fā),采用試驗觀測,理論建模及數(shù)值模擬方法,研究了鎂合金在不同加載條件下的塑性各向異性行為和織構(gòu)演化規(guī)律。本文主要工作內(nèi)容如下:1、為了研究鎂合金的塑性行為,本文選用AZ31鎂合金擠壓棒材開展了單軸拉伸、單軸壓縮及單軸循環(huán)試驗以及金相試驗,分析了不同加載方式下材料表現(xiàn)出的塑性行為差異。當沿著鎂合金棒材的擠壓方向進行單軸拉伸時,材料的應力應變曲線呈“上凸”形狀,塑性硬化率先逐漸增長然后減小,最后趨于飽和;當沿著鎂合金棒材的擠壓方向進行單軸壓縮時,材料的應力應變曲線呈“S”形,塑性硬化率首先緩慢增長,然后快速增長,最后趨于飽和;當沿著鎂合金棒材的擠壓方向壓縮后反向拉伸時,材料的應力應變曲線也呈現(xiàn)出“S”形。通過觀察對比未變形材料和變形后材料的顯微組織發(fā)現(xiàn),單軸拉伸和循環(huán)加載后材料的組織中幾乎沒有孿晶,單軸壓縮后存在大量孿晶,表明細觀變形模式的不同是造成材料宏觀塑性行為差異的原因。2、為了建立能...

【文章頁數(shù)】：83 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 鎂合金變形機制
        1.2.1 滑移變形
        1.2.2 孿生變形
        1.2.3 去孿生變形
    1.3 鎂合金本構(gòu)模型研究進展
        1.3.1 宏觀唯象模型研究進展
        1.3.2 晶體塑性模型研究進展
    1.4 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
第二章 擠壓態(tài)AZ31 鎂合金力學試驗的研究
    2.1 試驗材料及方案
        2.1.1 力學試樣及加載方案
        2.1.2 金相觀察試驗
    2.2 試驗結(jié)果分析
        2.2.1 單調(diào)加載條件下的力學行為
        2.2.2 循環(huán)加載條件下的力學行為
        2.2.3 顯微組織分析
    2.3 本章小節(jié)
第三章 循環(huán)加載下鎂合金宏觀本構(gòu)關(guān)系
    3.1 彈性本構(gòu)關(guān)系
    3.2 塑性本構(gòu)關(guān)系
        3.2.1 屈服流動率
        3.2.2 硬化函數(shù)
    3.3 有限元算法實現(xiàn)
        3.3.1 本構(gòu)方程的離散
        3.3.2 隱式積分算法
        3.3.3 一致切線剛度矩陣
    3.4 單軸加載數(shù)值模擬
        3.4.1 單軸拉伸和單軸壓縮
            3.4.1.1 邊界條件及材料參數(shù)
            3.4.1.2 模擬結(jié)果分析
        3.4.2 循環(huán)加載
            3.4.2.1 邊界條件及材料參數(shù)
            3.4.2.2 模擬結(jié)果分析
        3.4.3 考慮預變形的硬化函數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 材料織構(gòu)演化的宏觀描述
    4.1 晶粒取向的描述
        4.1.1 初始取向的描述
        4.1.2 孿生變形后c軸轉(zhuǎn)動方向的確定
    4.2 鎂合金擠壓棒成形模擬
        4.2.1 擠壓棒成形模擬的有限元模型邊界條件和初始織構(gòu)
        4.2.2 擠壓棒成形模擬結(jié)果討論
    4.3 鎂合金軋制板成形模擬
        4.3.1 軋制板成形模擬的材料的邊界條件和初始織構(gòu)
        4.3.2 軋制板成形模擬結(jié)果討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 鎂合金軋制成形的模擬計算
    5.1 板材軋制有限元建模方法
        5.1.1 幾何、材料模型及網(wǎng)格劃分
        5.1.2 軋制工藝參數(shù)
    5.2 模擬結(jié)果分析
        5.2.1 不同壓下量時的應力應變響應
        5.2.2 不同壓下量時的織構(gòu)演化
    5.3 本章小節(jié)
第六章 考慮溫度相關(guān)性的鎂合金宏觀塑性本構(gòu)
    6.1 溫度相關(guān)的滑移模式硬化模型
    6.2 溫度相關(guān)的孿生模式硬化模型
    6.3 溫度相關(guān)的去孿生模式硬化模型
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3767662