鎂合金是21世紀(jì)以來比重最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,不僅具有高的比強(qiáng)度和比剛度,而且還具有良好的阻尼性能、電磁屏蔽性能及綜合力學(xué)性能,是最具應(yīng)用潛力的輕量化結(jié)構(gòu)材料。我國(guó)鐵、鋁等礦產(chǎn)資源短缺,加之關(guān)鍵裝備和重大工程對(duì)輕量化的需求,鎂合金型材的應(yīng)用前景非常廣闊,特別是高強(qiáng)韌鎂合金型材,在金屬結(jié)構(gòu)材料中性能優(yōu)異,具有巨大發(fā)展?jié)摿�。隨著鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,鎂合金型材的需求日益增大,性能要求也越來越高,特別是在航空航天、軌道交通等輕量化對(duì)鎂合金型材有重大需求的領(lǐng)域。通過對(duì)高強(qiáng)韌鎂合金型材擠壓成型技術(shù)的研究,突破鎂合金擠壓型材的力學(xué)性能和成型難度的限制,擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用量。因此,高強(qiáng)韌鎂合金型材的研發(fā)制備逐漸成為目前的研究難題和熱點(diǎn)之一。本文首先通過有限元方法對(duì)航空集裝器用高強(qiáng)韌鎂合金工字梁型材、中空邊框型材及軌道交通用高強(qiáng)韌鎂合金支撐梁型材進(jìn)行了擠壓變形的數(shù)值模擬分析。對(duì)工字梁型材擠壓過程的數(shù)值模擬分析表明,在擠壓溫度470℃,擠壓速度1.5mm/s的工藝下,該型材的等效應(yīng)變、等效應(yīng)力、溫度及速度分布均勻,成形質(zhì)量良好,型材平直。對(duì)中空邊框型材工藝優(yōu)化的數(shù)值模擬分析表明,該型材的優(yōu)選工藝為470℃,...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 高強(qiáng)鎂合金
    1.3 鎂合金的塑性變形
        1.3.1 鎂合金的塑性變形機(jī)制
        1.3.2 鎂合金的塑性變形方法
        1.3.3 鎂合金的擠壓成形工藝
        1.3.4 鎂合金型材的擠壓成形研究
    1.4 數(shù)值模擬在擠壓成形中的應(yīng)用
    1.5 課題研究目的及意義
    1.6 課題研究?jī)?nèi)容
    1.7 本章小結(jié)
2 實(shí)驗(yàn)過程及方法
    2.1 SolidWorks2012 的三維建模
    2.2 DEFORM-3D數(shù)值模擬
    2.3 HyperXtrude數(shù)值模擬
    2.4 熱處理
    2.5 鎂合金型材的擠壓
        2.5.1 擠壓設(shè)備
        2.5.2 擠壓模具
    2.6 成分分析
    2.7 差熱分析
    2.8 金相實(shí)驗(yàn)
    2.9 掃描電子顯微鏡觀察
    2.10 拉伸實(shí)驗(yàn)
    2.11 本章小結(jié)
3 航空集裝器用工字梁型材的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬模型的建立
        3.2.1 幾何模型的建立
        3.2.2 坯料局部的細(xì)化
        3.2.3 模型組合的定位
    3.3 數(shù)值模擬環(huán)境的設(shè)置
        3.3.1 擠壓參數(shù)的選取
        3.3.2 坯料材質(zhì)的定義
        3.3.3 凸模運(yùn)動(dòng)的設(shè)置
        3.3.4 摩擦關(guān)系的選擇
        3.3.5 控制參數(shù)的設(shè)置
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果的分析
        3.4.1 等效應(yīng)變的分析
        3.4.2 等效應(yīng)力的分析
        3.4.3 溫度分布的分析
        3.4.4 速度分布的分析
        3.4.5 加載曲線的分析
    3.5 本章小結(jié)
4 航空集裝器用中空邊框型材的數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值模擬模型的建立
        4.2.1 幾何模型的建立
        4.2.2 模型組合的導(dǎo)入
    4.3 數(shù)值模擬前處理的設(shè)置
        4.3.1 提取流場(chǎng)
        4.3.2 選取工作帶
        4.3.3 劃分流場(chǎng)
        4.3.4 創(chuàng)建坯料
        4.3.5 選擇材料
        4.3.6 設(shè)置擠壓參數(shù)
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果的分析
        4.4.1 溫度分布的分析
        4.4.2 速度分布的分析
        4.4.3 流動(dòng)應(yīng)力的分析
        4.4.4 靜水壓力的分析
        4.4.5 擠壓力的計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
5 軌道交通用支撐梁型材的數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值模擬模型的建立
    5.3 擠壓過程的數(shù)值模擬
        5.3.1 數(shù)值模擬的前處理
        5.3.2 模擬結(jié)果的分析
    5.4 擠壓工藝優(yōu)化的數(shù)值模擬
        5.4.1 數(shù)值模擬的前處理
        5.4.2 優(yōu)化前模擬結(jié)果的分析
        5.4.3 型材結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        5.4.4 優(yōu)化后模擬結(jié)果的分析
    5.5 本章小結(jié)
6 軌道交通用支撐梁型材的擠壓試驗(yàn)
    6.1 引言
    6.2 型材的擠壓過程
        6.2.1 鑄錠的熱處理
        6.2.2 型材的擠壓實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 成分分析
        6.2.4 差熱分析
    6.3 型材擠壓態(tài)的微觀組織
    6.4 型材擠壓態(tài)的力學(xué)性能
    6.5 型材時(shí)效態(tài)的力學(xué)性能
        6.5.1 普通時(shí)效工藝下的力學(xué)性能
        6.5.2 優(yōu)化時(shí)效工藝后的力學(xué)性能
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號(hào)：3948614