【摘要】：鎂合金優(yōu)點(diǎn)眾多,具有廣闊的應(yīng)用前景,但其常溫狀態(tài)下塑性較差難以實(shí)現(xiàn)加工制造,因此常采用熱沖壓成形工藝來(lái)提高鎂合金的塑性變形能力,然而在熱沖壓成形過(guò)程中成形力較大且需要對(duì)板料進(jìn)行加熱,是高耗能的制造過(guò)程,與當(dāng)前制造業(yè)節(jié)能減排的迫切需求背道而馳。因此本文針對(duì)鎂合金沖壓加工過(guò)程中高耗能的問(wèn)題展開(kāi)了研究,以實(shí)現(xiàn)滿足成形質(zhì)量的同時(shí)降低沖壓工藝能量消耗。首先,為實(shí)現(xiàn)滿足成形質(zhì)量的同時(shí)降低工藝能耗的目的,本文提出沖壓工藝節(jié)能優(yōu)化方法,綜合考慮成形質(zhì)量及工藝能耗,確立包含變形能耗及加熱能耗的工藝能耗指標(biāo),依據(jù)板料在變形過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變的特征,將變形能耗分為內(nèi)部拉伸壓縮變形能耗、摩擦能耗、以及彎曲能耗三部分分別計(jì)算;確立了以最大增厚率與最大減薄率為成形件的成形質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo);同時(shí)包含優(yōu)化變量的確立及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)處理與優(yōu)化求解方法以及最終對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。研究了溫度與應(yīng)變速率均不相同情況下的ZK60鎂合金在塑性變形過(guò)程中的力學(xué)特性,并建立了熱變形條件下ZK60鎂合金的本構(gòu)方程;基于ABAQUS有限元數(shù)值模擬軟件,以筒形件為例建立了熱沖壓成形數(shù)值分析方法,為理論計(jì)算工藝能耗以及數(shù)值模擬分析獲得成形質(zhì)量指標(biāo)提供依據(jù)。將所提出的沖壓成形節(jié)能優(yōu)化方法應(yīng)用于ZK60鎂合金的熱沖壓工藝優(yōu)化過(guò)程中,確定優(yōu)化變量即各工藝參數(shù)的取值范圍,以壓邊力、沖壓速度、成形溫度為工藝參數(shù)自變量,以最大減薄率、最大增厚率、工藝能耗為ZK60鎂合金沖壓工藝節(jié)能優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo),選取L_(16)(4~3)正交表建立正交試驗(yàn)方案進(jìn)行了數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),從而獲得了成形質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)理論計(jì)算獲得工藝能耗數(shù)據(jù)�；诙A響應(yīng)面模型,采用最小二乘法確立了工藝參數(shù)與優(yōu)化目標(biāo)量的映射函數(shù),基于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明所建立函數(shù)模型均為顯著模型;通過(guò)Matlab軟件,基于NSGA-Ⅱ算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化獲得Pareto前沿并給出推薦方案;設(shè)計(jì)ZK60鎂合金筒形件熱沖壓實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果均顯示誤差較小,符合精度要求。
【圖文】：

近五年我國(guó)制造業(yè)能源消耗Fig1.1EnergyconsumptionofmanufacturingindustryinChinanearlyfiveyears

第三章 ZK60 鎂合金力學(xué)特性分析成分如表 3.1 所示。實(shí)驗(yàn)所用拉伸試樣是依據(jù)《GB/T4338-2006 金屬材料高溫試驗(yàn)方法》進(jìn)行設(shè)計(jì)，，并采用線切割加工成厚度為 2mm、總長(zhǎng)為 170mm、平長(zhǎng)為 70mm、標(biāo)距為 50mm、夾持端為 35mm 的試樣，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖 3.2 所樣式。為保證表面粗糙度，在預(yù)留出加工余量之后，采用砂紙對(duì)試樣表面及進(jìn)行打磨，直至試樣表面光亮、切割痕跡消失為止。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG306

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李理;周楠;;EW94耐熱鎂合金板材熱拉延能力的實(shí)驗(yàn)研究[J];航空材料學(xué)報(bào);2013年05期

2 文藝;鐘文;柳玉起;;沖壓成形過(guò)程中拉延工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年03期

3 卿啟湘;陳哲吾;劉杰;謝宇明;;基于Kriging插值和回歸響應(yīng)面法的沖壓成形參數(shù)的優(yōu)化及對(duì)比分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年11期

4 吳召齊;李細(xì)鋒;陳軍;葉麗燕;;基于多寬度高斯核函數(shù)模型的十字形件沖壓成形工藝參數(shù)優(yōu)化[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年01期

5 喻祖建;李建輝;楊成林;畢雁;;鎂合金薄板沖壓成形技術(shù)研究進(jìn)展[J];熱加工工藝;2012年09期

6 曹華軍;李洪丞;杜彥斌;李先廣;;低碳制造研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)[J];航空制造技術(shù);2012年09期

7 莊百亮;單忠德;姜超;戎文娟;;汽車防撞梁超高強(qiáng)鋼熱成形工藝研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2012年02期

8 王茜;張粒子;;采用NSGA-Ⅱ混合智能算法的風(fēng)電場(chǎng)多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年19期

9 李偉平;王世東;周兵;張利軒;馬義超;;基于響應(yīng)面法和NSGA-Ⅱ算法的麥弗遜懸架優(yōu)化[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

10 劉獻(xiàn)禮;陳濤;;機(jī)械制造中的低碳制造理論與技術(shù)[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 程龍軍;新型串并混聯(lián)機(jī)械手的分析與設(shè)計(jì)[D];燕山大學(xué);2016年

2 于曉龍;高強(qiáng)度板材變速變載變行程沖壓成形研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);2016年

3 李琳;ZK60鎂合金筒形件熱拉深工藝研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2686230