本文關(guān)鍵詞：鎂合金超塑性成型工藝與模具優(yōu)化設(shè)計數(shù)值研究

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【摘要】：鎂合金因其自身特點在交通運輸、3C產(chǎn)品、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應用。但由于其密排六方的晶體結(jié)構(gòu),鎂合金在常溫下難以塑性加工而在高溫下又易產(chǎn)生表面氧化和晶粒粗大,因此目前鎂合金的應用以鑄件為主,而鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷導致力學性能不佳,而變形鎂合金不存在以上缺陷。超塑性成型作為塑性變形的一種,可以一次性成型復雜件,實現(xiàn)近凈成型,從而后期加工量少,材料利用率高,然而目前國內(nèi)外對鎂合金復雜結(jié)構(gòu)件的超塑性成型研究較少。本文針對兩個復雜結(jié)構(gòu)件—13號過渡車鉤和密接車鉤,通過數(shù)值分析計算,得到了AZ80鎂合金在塑性成型過程中的變形抗力,設(shè)計了成型工藝路線和超塑性成型模具并利用Solidworks三維造型,利用DEFORM-3D對其成型過程進行數(shù)值模擬并反饋模具設(shè)計和改進成型工藝。超塑性成型的主要工藝參數(shù)是溫度和加載速率,結(jié)合鎂合金自身超塑性成型的特點,數(shù)值模擬中的溫度和加載速率分別設(shè)置為350℃、375℃、400℃和1,2,4,6,8和10mm/min。通過第一階段數(shù)值模擬,確定了模具的設(shè)計方案和超塑性成型工藝方案,同時獲得了成型的優(yōu)佳工藝參數(shù)。在優(yōu)佳工藝參數(shù)下,進行第二階段數(shù)值模擬,得到了模具的應力應變響應,校核了模具的強度和剛度,同時模擬了優(yōu)佳工藝參數(shù)下的鎂合金成型部件中的速度場、溫度場、等效應力場、塑性流動方向以及載荷與行程的關(guān)系并據(jù)此對模具進行二次優(yōu)化設(shè)計。通過第三階段數(shù)值模擬校核了第二次優(yōu)化后的模具的強度與剛度,結(jié)果表明,第二次優(yōu)化后的模具仍然滿足強度與剛度準則。最后通過實驗成型實驗,試制了13號過渡車鉤全尺寸樣品,驗證了模具設(shè)計的合理性和數(shù)值模擬的準確性。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 超塑性 組合模具 優(yōu)化設(shè)計 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG305;TG306
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 鎂及鎂合金介紹11-12
• 1.1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)11
• 1.1.2 鎂合金的應用11-12
• 1.1.3 鎂合金的種類12
• 1.2 變形鎂合金12-14
• 1.2.1 鎂合金塑性變形的特征12
• 1.2.2 鎂合金塑性變形機制12-13
• 1.2.3 變形鎂合金的加工方法13-14
• 1.3 鎂合金超塑性成型14-18
• 1.3.1 超塑性變形機制14-16
• 1.3.2 鎂合金超塑性成型的發(fā)展方向16-17
• 1.3.3 本課題研究的內(nèi)容與目標17-18
• 第2章 超塑性成型模具18-21
• 2.1 塑性成型模具18
• 2.2 模具設(shè)計的方法、步驟18-20
• 2.3 設(shè)備及其噸位的選擇20-21
• 第3章 鎂合金塑性成型有限元分析21-36
• 3.1 金屬塑性成型有限元分析法則21-22
• 3.2 剛塑性有限元法22-33
• 3.2.1 剛塑性增量理論的廣義變分原理22-23
• 3.2.2 Lagrange乘子法23-33
• 3.3 DEFORM系統(tǒng)簡介33-36
• 3.3.1 成型分析34
• 3.3.2 熱處理34
• 3.3.3 DEFORM軟件操作流程34-36
• 第4章 鎂合金車鉤組合模具設(shè)計及數(shù)值模擬36-54
• 4.1 過渡車鉤組合模具設(shè)計及數(shù)值模擬36-46
• 4.1.1 成型方案的確定36-39
• 4.1.2 模具優(yōu)化設(shè)計39-41
• 4.1.3 第二階段模擬41-46
• 4.1.4 結(jié)果分析46
• 4.2 密接車鉤模具型腔設(shè)計及數(shù)值模擬46-54
• 4.2.1 模具方案的確定46-53
• 4.2.2. 結(jié)果分析53-54
• 第5章 結(jié)論54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及科研成果60

【參考文獻】

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本文編號：1082247