本文關(guān)鍵詞：電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋技術(shù)研究

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【摘要】：軋制鎂合金在材料性能上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),有著廣闊的應(yīng)用范圍。雖然單一鎂合金軋制技術(shù)也都依托其各自強(qiáng)化機(jī)理各具優(yōu)點(diǎn),在不需要添加合金元素,獲得細(xì)晶組織和具有能與高合金化合金相媲美的強(qiáng)度。但所存在的問題也是明顯不可忽視的,如軋制板材存在著嚴(yán)重的各向異性、制備工藝還不夠成熟、力學(xué)性能還需要進(jìn)一步的提高等問題�；诖�,本文創(chuàng)新性的對(duì)電塑性加工、異步軋制和累積疊軋技術(shù)協(xié)同作用下的電致誘導(dǎo)異步疊軋關(guān)鍵技術(shù)展開研究,來繼續(xù)探索獲得高性能細(xì)晶材料的新方法,彌補(bǔ)傳統(tǒng)的軋制工藝需要多道次和道次間安排熱處理的缺點(diǎn),在加大變形量的同時(shí)減少了裂紋產(chǎn)生,大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。本文探究了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制條件下的塑性變形理論,分別采用卡爾曼法、奧羅萬法對(duì)比分析了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過程單位軋制壓力,得到了適用本模型的平均單位軋制壓力公式;分析研究了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過程流變應(yīng)力行為的影響因素,其中包括電參數(shù)、異步比、軋制層數(shù)等,構(gòu)建了該復(fù)合軋制條件下的流變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)多因素影響下的電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋過程進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì),將復(fù)合軋制有限元模型中電致塑性效應(yīng)的影響分為熱效應(yīng)及電激勵(lì)效應(yīng)兩部分,分別通過ANSYS Multiphysics電熱效應(yīng)分析和電致誘導(dǎo)拉伸試驗(yàn)獲得電流產(chǎn)熱和電激勵(lì)條件下的力學(xué)參數(shù),然后將上述參數(shù)直接引入到LS-DYNA中實(shí)現(xiàn)復(fù)合軋制過程溫度場(chǎng)、力學(xué)場(chǎng)、電場(chǎng)的耦合仿真模擬。通過改變軋制過程中的上下軋輥異步比,探究異步比對(duì)復(fù)合軋制變形行為的影響。研究表明:由于上下軋輥速度差使板材受到一對(duì)切應(yīng)力作用,造成板材晶體傾轉(zhuǎn),加速了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的發(fā)生,但異步比過大會(huì)造成板材滑移,作用效果不再明顯,使軋制過程中流變應(yīng)力隨異步比的增加先減小后增大,軋制溫度隨異步比的增加先增加后減小,在異步比為1.15時(shí)流變應(yīng)力最小。通過改變軋制過程中的脈沖電流、脈沖頻率,探究電參數(shù)對(duì)復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明:電參數(shù)的影響一方面是通過熱效應(yīng)作用,另一方面通過電激勵(lì)作用,均對(duì)軋制過程流變應(yīng)力起到減弱效果。流變應(yīng)力隨著脈沖電流的增加逐漸減小;隨脈沖頻率的增加先減小后增大,在脈沖電流245A脈沖頻率275Hz時(shí)取得較小值。脈沖頻率過高時(shí)(400Hz)其對(duì)板材的電激勵(lì)作用不再明顯,僅僅是以熱效應(yīng)的方式影響流變應(yīng)力。通過改變軋制過程中的軋制層數(shù),探究軋制層數(shù)對(duì)復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明:累積疊軋通過板材疊層軋制提高塑性變形量,使板材在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多熱量,板材溫升加快,弱化了變形抗力,流變應(yīng)力減小。但其不如異步比、電參數(shù)影響顯著�；趶�(fù)合仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用R統(tǒng)計(jì)軟件,通過多元線性回歸分析,構(gòu)建了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋模型下的流變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型;考慮到電致誘導(dǎo)下鎂板材異步累積疊軋與拉伸試驗(yàn)遵從相似的金屬塑性變形理論,本研究開展了電致誘導(dǎo)鎂板材拉伸試驗(yàn),驗(yàn)證了復(fù)合軋制下的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并采用Matlab軟件將該復(fù)合軋制數(shù)學(xué)模型圖形化顯示,并與電致誘導(dǎo)下的拉伸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的擬合性,結(jié)果表明該數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映不同脈沖電流、脈沖頻率下鎂板材的塑性變形規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：鎂板材 電致誘導(dǎo) 異步疊軋 有限元分析 流變應(yīng)力行為
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(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7-9
• abstract9-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 鎂合金研究進(jìn)展12
• 1.2 軋制鎂板材研究動(dòng)態(tài)12-18
• 1.2.1 鎂板材軋制技術(shù)研究動(dòng)態(tài)12-14
• 1.2.2 軋制鎂板材影響因素研究動(dòng)態(tài)14-16
• 1.2.3 軋制鎂板材材料的研究動(dòng)態(tài)16-17
• 1.2.4 軋制仿真分析研究動(dòng)態(tài)17-18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋單位壓力及流變應(yīng)力行為20-28
• 2.1 軋制單位壓力20-23
• 2.1.1 基于卡爾曼單位壓力微分方程及采利柯夫單位壓力公式20-21
• 2.1.2 奧羅萬單位壓力微分方程及西姆斯單位壓力公式21-22
• 2.1.3 該電致誘導(dǎo)下鎂合金板材異步軋制平均單位壓力公式22-23
• 2.2 軋制流變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.2.1 軋制流變應(yīng)力的影響因素23-25
• 2.2.2 基于流變應(yīng)力影響因素的數(shù)學(xué)模型25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第三章 電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)28-38
• 3.1 復(fù)合軋制仿真工藝路線28-30
• 3.2 復(fù)合軋制仿真正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 電激勵(lì)條件下熱物性參數(shù)的獲取31-33
• 3.4 ANSYS有限元軋制模擬分析過程33-37
• 3.4.1 電脈沖激勵(lì)下的熱效應(yīng)33-35
• 3.4.2 LS-DYNA中復(fù)合軋制仿真分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋仿真試驗(yàn)結(jié)果及分析38-48
• 4.1 電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋仿真試驗(yàn)結(jié)果38-39
• 4.2 異步比對(duì)鎂板材電致誘導(dǎo)異步累積疊軋變形行為的影響39-41
• 4.3 脈沖電流對(duì)鎂板材電致誘導(dǎo)異步累積疊軋變形行為的影響41-42
• 4.4 脈沖頻率對(duì)鎂板材電致誘導(dǎo)異步累積疊軋變形行為的影響42-43
• 4.5 軋制層數(shù)對(duì)鎂板材電致誘導(dǎo)異步累積疊軋變形行為的影響43-45
• 4.6 基于正交試驗(yàn)的軋制流變應(yīng)力影響因素極差分析45-46
• 4.7 本章小結(jié)46-48
• 第五章 基于復(fù)合仿真試驗(yàn)結(jié)果的流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型及驗(yàn)證48-62
• 5.1 基于復(fù)合仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的復(fù)合軋制流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型的建立48-52
• 5.2 電致誘導(dǎo)拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析52-60
• 5.2.1 電參數(shù)對(duì)鎂合金力學(xué)性能的影響52-54
• 5.2.2 電參數(shù)對(duì)試樣斷口的影響54-55
• 5.2.3 電致誘導(dǎo)拉伸試驗(yàn)前后微觀組織觀察55-57
• 5.2.4 基于電致誘導(dǎo)拉伸試驗(yàn)的流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型及仿真結(jié)果驗(yàn)證57-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-72
• 附錄72-73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 余琨;黎文獻(xiàn);王日初;王渤;李超;;軋制及熱處理對(duì)WE43鎂合金組織和性能的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2008年02期

2 李云霞;;薄板軋制有限元分析[J];昆明學(xué)院學(xué)報(bào);2009年06期

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本文編號(hào)：788657