本文關鍵詞：鎂合金錐殼體內(nèi)環(huán)筋擠壓成形工藝參數(shù)研究

  更多相關文章： 鎂合金 環(huán)內(nèi)筋 塑性成形 正交試驗

【摘要】：整體化、輕量化是目前航空航天、武器裝備發(fā)展的必然趨勢，鎂合金是最佳選材之一，添加稀土的鎂合金力學性能大大提高，是目前武器裝備結(jié)構(gòu)件的理想選材。帶內(nèi)環(huán)筋錐殼體結(jié)構(gòu)件又是實現(xiàn)整體化、輕量化的典型結(jié)構(gòu)。所以研究鎂合金帶內(nèi)環(huán)筋錐殼體具有重要研究意義。目前此類結(jié)構(gòu)件常采用鑄造、旋壓工藝來成形，但成形產(chǎn)品夾雜嚴重，力學性能低下，存在些許不可避免的缺陷。擠旋新工藝對內(nèi)環(huán)筋筒形件成形研究也有一些進展，但只適用于薄壁、直徑小、淺筋類構(gòu)件的成形，難以滿足現(xiàn)代武器裝備的發(fā)展和高強復雜環(huán)境的使用要求。 首先，本文針對Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr鎂合金環(huán)內(nèi)筋錐形件展開研究，借助熱模擬壓縮實驗，得出在溫度為300-480℃，應變速率為0.001-0.5s-1下的真應力-真應變曲線，研究了不同變形參數(shù)條件下的金屬流變行為。通過Fields Backofen(FB)的修正模型，建立了鎂合金的唯象本構(gòu)方程。在動態(tài)材料模型的基礎上，構(gòu)建了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr鎂合金的二維熱加工圖，為后期的數(shù)值模擬提供了強有力的依據(jù)。 其次，提出通過斜楔加載、徑向擠壓成形環(huán)筋的成形方法。以成形溫度、擠壓速度、分瓣凸模圓角半徑為因素，成形載荷和變形均勻性為目標，通過虛擬正交試驗對不同的因素水平成形過程進行數(shù)值模擬，對模擬結(jié)果進行極差分析，得出最佳參數(shù)組合，以及各因素對成形載荷的應變的影響主次關系。并對最優(yōu)參數(shù)組合下的試驗結(jié)果進行成形載荷、等效應變、金屬流動的分析。 最后，，在模擬的最優(yōu)組合參數(shù)下，進行實驗試制。試制出了符合使用要求的帶環(huán)筋鎂合金錐形件，為武器裝備整體化、輕量化提供來了有力的支撐。
【關鍵詞】：鎂合金 環(huán)內(nèi)筋 塑性成形 正交試驗
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG379;TJ05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 稀土鎂合金的應用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 稀土鎂合金在汽車工業(yè)的應用11-12
• 1.2.2 稀土鎂合金在航空航天和武器裝備中的應用12
• 1.2.3 稀土鎂合金在其他領域中的應用12-13
• 1.3 鎂合金內(nèi)環(huán)筋錐殼體成形技術研究13-17
• 1.3.1 傳統(tǒng)加工方法13-15
• 1.3.2 目前新工藝研究15-17
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金的本構(gòu)模型及熱加工圖18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 熱壓縮物理實驗研究18-19
• 2.2.1 實驗材料18-19
• 2.2.2 實驗方案19
• 2.3 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金壓縮變形真應力-真應變曲線及特性分析19-20
• 2.3.1 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金熱壓縮變形真應力-真應變曲線19-20
• 2.3.2 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金熱變形特性分析20
• 2.4 唯象本構(gòu)模型20-24
• 2.4.1 Fields Backofen (FB) 模型21-22
• 2.4.2 Fields Backofen (FB)模型建立22-24
• 2.5 熱加工圖24-28
• 2.5.1 基于動態(tài)材料模型(DMM)的加工圖理論24-26
• 2.5.2 Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr 鎂合金熱加工圖26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 內(nèi)環(huán)筋擠壓成形及數(shù)值模擬29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 剛塑性有限元基礎29-31
• 3.2.1 剛塑性材料基本理論29
• 3.2.2 剛塑性有限元基本方程29-30
• 3.2.3 剛塑性有限元法變分原理30-31
• 3.3 DEFORM-3D 有限元模型的建立31-32
• 3.3.1 DEFORM-3D 軟件31
• 3.3.2 DEFORM-3D 軟件的操作流程31-32
• 3.4 錐形件內(nèi)環(huán)筋成形方法32-34
• 3.4.1 斜鍥加載擠壓成形方法32-33
• 3.4.2 本實驗具體操作步驟33-34
• 3.5 成形有限元模型的建立34-38
• 3.5.1 有限元模型導入34-35
• 3.5.2 模型離散化網(wǎng)格劃分35
• 3.5.3 增量步長的選取35-36
• 3.5.4 材料和熱傳遞的設定36
• 3.5.5 擠壓模擬參數(shù)的選定36-37
• 3.5.6 變形過程中的潤滑37
• 3.5.7 運動關系、擠壓道次的選取37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 虛擬正交試驗參數(shù)優(yōu)化及結(jié)果分析39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 正交試驗39-42
• 4.2.1 正交試驗簡介39-40
• 4.2.2 極差分析的原理40-41
• 4.2.3 正交試驗設計41-42
• 4.3 正交試驗結(jié)果42-46
• 4.4 極差分析46-48
• 4.5 最優(yōu)參數(shù)組合下成形結(jié)果分析48-52
• 4.5.1 成形載荷結(jié)果分析48-49
• 4.5.2 金屬流動結(jié)果分析49-51
• 4.5.3 等效應變結(jié)果分析51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第五章 實驗試制53-57
• 5.1 引言53
• 5.2 實驗條件53-54
• 5.2.1 實驗原料53
• 5.2.2 實驗設備53
• 5.2.3 實驗潤滑53
• 5.2.4 加熱規(guī)范53-54
• 5.3 實驗過程54-55
• 5.4 實驗試制結(jié)果55-56
• 5.5 小結(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-65

【參考文獻】

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本文編號：816685