本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金棒材熱軋有限元模擬與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色環(huán)保工程材料”，已經(jīng)逐漸應(yīng)用于航空航天、汽車電子、武器裝備等行業(yè)中，有著廣泛的應(yīng)用前景。本文通過對AZ31鎂合金塑性的研究，尋找高強(qiáng)度鎂合金棒材合適的軋制工藝路線。 熱軋可以克服鎂合金在室溫下塑性變形能力差的缺點(diǎn)，軋制也能使鎂合金獲得更好的組織結(jié)構(gòu)和材料性能，，但是要制定完善的生產(chǎn)工藝路線，還需要較長的理論分析和試驗(yàn)周期。本文通過傳統(tǒng)軋制理論經(jīng)驗(yàn)，制定大致的生產(chǎn)工藝流程，設(shè)計(jì)了兩套不同的軋制系統(tǒng)，對比兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對軋制過程進(jìn)行數(shù)值模擬，對場分布、金屬流動(dòng)規(guī)律和軋制力變化情況進(jìn)行分析，確定較好的方案，并對不同溫度進(jìn)行分析對比，確定主要軋制參數(shù)，最終制定較為合適的工藝。 利用三輥Y型軋機(jī)，根據(jù)模擬分析制定的工藝路線完成軋制試驗(yàn)，完成AZ31鎂合金棒材從Ф95到Ф85的軋制，并獲得表面質(zhì)量較好的軋制棒材，空冷后，對軋制后的棒材切片，在XJP—6A型金相顯微鏡上觀察微觀組織，結(jié)果表明軋制后的棒材具有更好的力學(xué)性能。 通過本課題的研究，對鎂合金塑性變形和軋制理論有比較深入地了解，利用DEFORM-3D對熱連軋過程進(jìn)行數(shù)值模擬，通過模擬分析制定合適的工藝路線，對高強(qiáng)度鎂合金棒材的實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 軋制 DEFORM-3D 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG339
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂及鎂合金概述10-14
• 1.2.1 鎂及鎂合金的物理性能10-12
• 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)12-13
• 1.2.3 鎂合金塑性變形特點(diǎn)13
• 1.2.4 鎂合金塑性加工方法13-14
• 1.3 軋制成形技術(shù)14-18
• 1.3.1 軋制的分類15-16
• 1.3.2 棒材軋制方法16-17
• 1.3.3 棒材軋制現(xiàn)狀17-18
• 1.4 鎂合金軋制技術(shù)現(xiàn)狀18-19
• 1.5 選題的意義及研究的主要內(nèi)容19-21
• 1.5.1 選題的意義19
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容19-21
• 2 軋制參數(shù)設(shè)計(jì)21-34
• 2.1 軋制成形原理21-24
• 2.1.1 縱軋基本原理21-22
• 2.1.2 二輥軋機(jī)特點(diǎn)22-23
• 2.1.3 三輥 Y 型軋機(jī)特點(diǎn)23-24
• 2.2 軋制基本參數(shù)24-26
• 2.2.1 咬入角24-25
• 2.2.2 接觸弧長度25
• 2.2.3 寬展25-26
• 2.3 二輥軋制孔型設(shè)計(jì)26-31
• 2.3.1 成品圓孔型設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.2 橢圓孔型設(shè)計(jì)28-29
• 2.3.3 立橢圓孔型設(shè)計(jì)29-30
• 2.3.4 扁孔型設(shè)計(jì)30-31
• 2.4 三輥軋制孔型設(shè)計(jì)31-33
• 2.4.1 孔型系統(tǒng)選擇31
• 2.4.2 延伸系數(shù)的計(jì)算與分配31-32
• 2.4.3 孔型系數(shù)與填充系數(shù)的計(jì)算32
• 2.4.4 孔型尺寸參數(shù)設(shè)定32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 數(shù)值模擬基本理論及模型建立34-47
• 3.0 有限元基本理論34
• 3.1 金屬塑性成形有限元法34-37
• 3.1.1 粘塑性有限元法35
• 3.1.2 彈塑性有限元法35-36
• 3.1.3 剛塑性有限元法36-37
• 3.2 溫度場模擬37-39
• 3.2.1 溫度場中的有限元法38
• 3.2.2 溫度場中的有限差分法38-39
• 3.3 Deform 軟件簡介39-40
• 3.4 軋制模型建立40-45
• 3.4.1 軋制基本參數(shù)40-41
• 3.4.2 三維模型的建立41-43
• 3.4.3 材料模型的建立43-45
• 3.5 模型條件的設(shè)定45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 4 模擬結(jié)果及分析47-58
• 4.1 二輥軋制有限元模擬47-52
• 4.1.1 幾何形狀分析47
• 4.1.2 等效應(yīng)變場分析47-48
• 4.1.3 等效應(yīng)力場分析48-50
• 4.1.4 軋制力分析50-51
• 4.1.5 溫度場結(jié)果分析51-52
• 4.2 三輥軋制有限元模擬52-57
• 4.2.1 幾何形狀分析52-53
• 4.2.2 等效應(yīng)變場分析53
• 4.2.3 等效應(yīng)力場分析53-55
• 4.2.4 軋制力分析55-56
• 4.2.5 溫度場結(jié)果分析56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 5 棒材軋制實(shí)驗(yàn)研究58-63
• 5.1 軋制工藝制定58-59
• 5.1.1 試驗(yàn)軋制方案58
• 5.1.2 試驗(yàn)軋制工藝路線58-59
• 5.2 AZ31 鎂合金組織特征59-60
• 5.3 AZ31 鎂合金軋制后組織特征60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 6 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1034126