本文關(guān)鍵詞：鎂合金板材異步軋制過程有限元模擬研究

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【摘要】：鎂合金板材以其優(yōu)異的綜合性能而展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,但由于受鎂合金自身晶體結(jié)構(gòu)的限制,普通軋制加工生產(chǎn)的鎂合金板材存在室溫成形性能較差等局限,在很大程度上制約了鎂合金板材的推廣應(yīng)用和發(fā)展。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本研究以提高鎂合金板材室溫成形性能為根本目的,以具有強(qiáng)烈基面織構(gòu)的AZ31鎂合金軋板為研究對(duì)象,建立二維有限元模型,應(yīng)用有限元軟件DEFORM-2D模擬了單道次異步軋制過程,進(jìn)一步探索鎂合金板材在異步軋制時(shí)的流動(dòng)速度、應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變速率的大小和分布。本文在300℃下對(duì)AZ31鎂合金軋板進(jìn)行異步軋制,結(jié)果顯示:變形區(qū)入口端到出口端,軋制的流動(dòng)速度逐漸增加,同步軋制上下表面差值很小。而異步軋制上下表面的流動(dòng)速度兩者間的差別也越來越大,最后在出口處兩者同時(shí)達(dá)到最大值。另外,同步軋制表面接觸弧的等效應(yīng)力、應(yīng)變值、應(yīng)變速度處于異步軋制上下表面的等效應(yīng)力值之間,且異步軋制對(duì)正應(yīng)力在厚度方向上的分布影響很小,但是對(duì)軋制方向上的分布卻有明顯的影響。研究了不同壓下率對(duì)異步軋制過程鎂合金板材等效應(yīng)力、應(yīng)變以及剪應(yīng)力應(yīng)變影響,得出壓下率為20%時(shí)各參數(shù)最優(yōu)。板材等效應(yīng)力峰值隨著壓下率的增加呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì),壓下率增長(zhǎng)至20%時(shí)等效應(yīng)變峰值分別為0.39,而剪應(yīng)力峰值分別為73.04MPa。研究了不同異速比對(duì)異步軋制過程鎂合金板材等效應(yīng)力、應(yīng)變以及剪應(yīng)力應(yīng)變影響。異速比的增加導(dǎo)致板材的最大等效應(yīng)力顯著增加,繼續(xù)增加異速比反而降低。而等效應(yīng)變、剪應(yīng)變幾乎不受異速比的影響,剪應(yīng)力隨異速比的增加而增大。研究了不同摩擦系數(shù)對(duì)異步軋制過程鎂合金板材等效應(yīng)力、應(yīng)變以及剪應(yīng)力應(yīng)變影響。摩擦系數(shù)為0.1的異步軋制和同步軋制狀態(tài)比較相近,隨著摩擦系數(shù)的增加,板材等效應(yīng)力的不對(duì)稱性更顯著,等效應(yīng)變也明顯增加;但摩擦系數(shù)增加至0.4時(shí),材料在穩(wěn)定軋制早期階段就出現(xiàn)明顯的翹曲現(xiàn)象。當(dāng)摩擦系數(shù)為0.3時(shí),板材的力學(xué)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果,獲得了較優(yōu)的異步軋制工藝參數(shù),為制定合理的工藝提供了技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 異步軋制 剪切應(yīng)變 應(yīng)力場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG339
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-24
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 鎂合金的特點(diǎn)8-10
• 1.3 鎂合金的塑性變形機(jī)制10-17
• 1.3.1 滑移10-11
• 1.3.2 孿生11-12
• 1.3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶12-14
• 1.3.4 鎂合金塑性變形機(jī)制的影響因素14-17
• 1.4 異步軋制17-22
• 1.4.1 異步軋制原理17-18
• 1.4.2 異步軋制的特點(diǎn)18-19
• 1.4.3 異步軋制技術(shù)的研究進(jìn)展19-22
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 2 有限元數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)及DEFORM軟件24-30
• 2.1 剛塑性有限元基本理論24-27
• 2.1.1 剛塑性有限元法簡(jiǎn)介24-25
• 2.1.2 剛塑性有限元的基本假設(shè)25
• 2.1.3 剛塑性有限元基本方程25-26
• 2.1.4 剛塑性有限元變分原理26-27
• 2.2 有限元軟件DEFORM簡(jiǎn)介27-29
• 2.2.1 DEFORM概況27-28
• 2.2.2 DEFORM系統(tǒng)分析28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 AZ31鎂合金異步軋制有限元模擬分析30-48
• 3.1 模型的建立30-35
• 3.2 異步軋制模擬結(jié)果分析35-45
• 3.2.1 流動(dòng)速度場(chǎng)分析35-37
• 3.2.2 應(yīng)力場(chǎng)分析37-38
• 3.2.3 剪應(yīng)力場(chǎng)分析38-39
• 3.2.4 應(yīng)變場(chǎng)分析39-41
• 3.2.5 剪應(yīng)變場(chǎng)分析41-42
• 3.2.6 應(yīng)變速度場(chǎng)分析42-45
• 3.3 本章小結(jié)45-48
• 4 AZ31鎂合金異步軋制工藝參數(shù)分析48-70
• 4.1 壓下率對(duì)軋件的影響48-54
• 4.1.1 壓下率對(duì)等效應(yīng)力的影響48-50
• 4.1.2 壓下率對(duì)等效應(yīng)變的影響50-51
• 4.1.3 壓下率對(duì)剪應(yīng)力的影響51-53
• 4.1.4 壓下率對(duì)剪應(yīng)變的影響53-54
• 4.2 異速比對(duì)軋件的影響54-61
• 4.2.1 異速比對(duì)等效應(yīng)力的影響54-56
• 4.2.2 異速比對(duì)等效應(yīng)變的影響56-58
• 4.2.3 異速比對(duì)剪應(yīng)力的影響58-60
• 4.2.4 異速比對(duì)剪應(yīng)變的影響60-61
• 4.3 摩擦系數(shù)對(duì)軋件的影響61-68
• 4.3.1 摩擦系數(shù)對(duì)等效應(yīng)力的影響61-63
• 4.3.2 摩擦系數(shù)對(duì)等效應(yīng)變的影響63-65
• 4.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)剪應(yīng)力的影響65-66
• 4.3.4 摩擦系數(shù)對(duì)剪應(yīng)變的影響66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 5 結(jié)論70-72
• 致謝72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 附錄80
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文80

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本文編號(hào)：823406