發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 17:19

  本文關(guān)鍵詞：AZ61鎂合金管材繞彎成形研究

  更多相關(guān)文章： AZ61鎂合金管材 繞彎成形 有限元模擬 彎曲角度 彎曲半徑

【摘要】：彎管作為一種重要的部件,在材料和結(jié)構(gòu)方面都能滿足人們對于輕質(zhì)、高強(qiáng)度的要求,已經(jīng)在航空航天、船舶、汽車和醫(yī)療保健等高端行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。管材彎曲成形技術(shù)是輕量化產(chǎn)品成形的關(guān)鍵技術(shù)之一,而其中的繞彎成形,由于具有獨(dú)特的優(yōu)勢,在管材彎曲成形領(lǐng)域成為重要的研究工藝。以往人們偏重于研究鋼管和鋁合金管,但隨著工業(yè)輕量化的發(fā)展,鎂合金管材逐漸取代鋼管和鋁管,成為管材繞彎成形的主要研究對象。由于鎂合金不僅具有密度小(僅為鋼鐵的1/4左右)、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高等優(yōu)點(diǎn),而且還具有散熱快、耐熱性高、可回收利用等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛的應(yīng)用于航空航天、軌道車輛等交通工具的車體結(jié)構(gòu)件的制造,同時(shí)也成為車體輕量化的重要材料。然而,鎂合金在室溫下塑性差,這限制了其應(yīng)用,使得它的潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完全發(fā)揮。大多數(shù)的研究學(xué)者都將鎂合金的研究設(shè)定在高溫態(tài),而在室溫下的塑性成形卻鮮有研究。雖然鎂合金在高溫下塑性得到了提高,但是高溫下成形會(huì)加重其變形的復(fù)雜程度,且過高的加熱溫度并不利于鎂合金管材的彎曲成形。鑒于此,本文從室溫入手,通過對AZ61鎂合金管材進(jìn)行拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn),得到了其室溫下的力學(xué)性能曲線及參數(shù),并分析了室溫下AZ61鎂合金的斷裂方式。將所得的數(shù)據(jù)運(yùn)用到管材繞彎成形模擬當(dāng)中,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性,得到了如下結(jié)論:(1)當(dāng)管材彎曲半徑R=120mm時(shí),在0°~180°范圍內(nèi),彎曲后的管件的壁厚減薄率隨著彎曲角度的增加而增大,到75°左右達(dá)到最大值,彎曲角度繼續(xù)增大,則兩者基本不變。管材的截面最大橢圓度的變化趨勢與此類似,開始時(shí)隨著彎曲角度的增加,橢圓度也增大,達(dá)到最大值后彎曲角度再增加,橢圓度反而有輕微的下降趨勢。而彎曲后管材的回彈率卻與此相反,即隨著彎曲角度的增大,回彈率呈下降趨勢。(2)當(dāng)管材彎曲角度?=90°時(shí),彎曲半徑在90~150mm之間,彎曲后的管件壁厚減薄率均隨著彎曲半徑的增加而減小。管材的截面最大橢圓度的變化趨勢與此一致,都是隨著彎曲半徑的增大而減小。而彎曲后管材的回彈率的變化規(guī)律卻與此相反,回彈率隨彎曲半徑的增大呈上升趨勢。
【關(guān)鍵詞】：AZ61鎂合金管材 繞彎成形 有限元模擬 彎曲角度 彎曲半徑
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-31
• 1.1 引言13-14
• 1.2 鎂及鎂合金14-16
• 1.2.1 純鎂性能特點(diǎn)14-15
• 1.2.2 鎂的合金化15-16
• 1.2.3 鎂合金塑性成形特點(diǎn)16
• 1.3 彎曲成形工藝分類16-20
• 1.3.1 拉彎成形工藝17-18
• 1.3.2 壓彎成形工藝18
• 1.3.3 推彎成形工藝18-19
• 1.3.4 滾彎成形工藝19
• 1.3.5 繞彎成形工藝19-20
• 1.4 繞彎成形工藝簡介20-26
• 1.4.1 繞彎成形基本原理20-21
• 1.4.2 繞彎成形工藝特點(diǎn)21
• 1.4.3 繞彎成形工藝常見缺陷21-24
• 1.4.4 管材繞彎成形性的評價(jià)指標(biāo)24-26
• 1.5 繞彎成形工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢26-27
• 1.5.1 繞彎成形工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀26-27
• 1.5.2 繞彎成形工藝發(fā)展趨勢27
• 1.6 選題目的及意義27-28
• 1.7 本文研究的主要內(nèi)容28-31
• 第2章 室溫下AZ61鎂合金管材的拉壓性能31-43
• 2.1 引言31
• 2.2 AZ61鎂合金的化學(xué)成分31
• 2.3 AZ61鎂合金管材在拉應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能31-37
• 2.3.1 拉伸試樣的制備31-32
• 2.3.2 拉伸實(shí)驗(yàn)32-34
• 2.3.3 材料拉伸力學(xué)性能分析34-36
• 2.3.4 AZ61鎂合金拉伸斷口宏觀形貌36
• 2.3.5 AZ61鎂合金拉伸斷口微觀形貌36-37
• 2.4 管材在壓應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能37-42
• 2.4.1 壓縮試樣的制備與實(shí)驗(yàn)37-38
• 2.4.2 材料壓縮力學(xué)性能分析38-39
• 2.4.3 AZ61鎂合金壓縮斷口宏觀形貌39-41
• 2.4.4 AZ61鎂合金壓縮斷口微觀形貌41
• 2.4.5 室溫下AZ61鎂合金的拉壓不對稱性41-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第3章 AZ61鎂合金管材繞彎成形有限元建模43-51
• 3.1 引言43
• 3.2 有限元理論43-46
• 3.2.1 有限元基本概念43-44
• 3.2.2 有限元法原理44-45
• 3.2.3 有限元求解算法45
• 3.2.4 網(wǎng)格劃分45-46
• 3.3 有限元模擬軟件PAM-STAMP簡介46-47
• 3.4 管材繞彎有限元模型的建立47-49
• 3.4.1 管材繞彎模擬流程47-48
• 3.4.2 不同彎曲角度的彎管有限元模型48-49
• 3.4.3 不同彎曲半徑的彎管有限元模型49
• 3.4.4 管材繞彎成形回彈模擬49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 基于PAM-STAMP的繞彎成形模擬分析51-73
• 4.1 引言51
• 4.2 彎曲角度對管材繞彎成形模擬的影響51-63
• 4.2.1 彎曲角度對等效應(yīng)力的影響51-53
• 4.2.2 彎曲角度對等效應(yīng)變的影響53-55
• 4.2.3 彎曲角度對壁厚變化率的影響55-57
• 4.2.4 彎曲角度對橢圓度的影響57-59
• 4.2.5 彎曲角度對回彈的影響59-63
• 4.3 彎曲半徑對管材繞彎成形模擬的影響63-72
• 4.3.1 彎曲半徑對等效應(yīng)力的影響63-64
• 4.3.2 彎曲半徑對等效應(yīng)變的影響64-66
• 4.3.3 彎曲半徑對壁厚變化率的影響66-68
• 4.3.4 彎曲半徑對橢圓度的影響68-69
• 4.3.5 彎曲半徑對回彈的影響69-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第5章 AZ61鎂合金管材繞彎成形實(shí)驗(yàn)研究73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 實(shí)驗(yàn)用數(shù)控彎管機(jī)簡介73-75
• 5.3 管材繞彎實(shí)驗(yàn)原理75
• 5.4 管材繞彎實(shí)驗(yàn)75-76
• 5.4.1 不同彎曲角度的彎管實(shí)驗(yàn)75
• 5.4.2 不同彎曲半徑的彎管實(shí)驗(yàn)75-76
• 5.5 不同彎曲角度的彎管實(shí)驗(yàn)分析76-79
• 5.5.1 壁厚減薄率對比分析76-77
• 5.5.2 最大截面橢圓度對比分析77-79
• 5.5.3 回彈率對比分析79
• 5.6 不同彎曲半徑的彎管實(shí)驗(yàn)分析79-82
• 5.6.1 壁厚減薄率對比分析80
• 5.6.2 最大截面橢圓度對比分析80-81
• 5.6.3 回彈率對比分析81-82
• 5.7 本章小結(jié)82-83
• 第6章 結(jié)論83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：569153