發(fā)布時間：2017-10-08 20:16

  本文關(guān)鍵詞：稀土鎂合金帶筋支架等溫模鍛研究

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【摘要】：輕量化材料及結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高端制造業(yè)發(fā)展的方向。稀土鎂合金具有優(yōu)良的室溫和高溫力學(xué)性能，較強(qiáng)的抗高溫蠕變性及抗蝕性，是實現(xiàn)構(gòu)件輕量化的理想材料。筋板類整體復(fù)雜結(jié)構(gòu)具有較高的可靠性，是實現(xiàn)構(gòu)件輕量化的理想結(jié)構(gòu)。等溫模鍛工藝可以使形狀復(fù)雜的筋板類鍛件一次模鍛成形，是實現(xiàn)近凈成形的理想工藝。本文采用試驗設(shè)計、數(shù)值模擬、參數(shù)優(yōu)化及物理實驗的方法，研究了稀土鎂合金帶筋支架等溫模鍛工藝。 筋板類鍛件等溫成形工藝的關(guān)鍵是模具設(shè)計，根據(jù)支架結(jié)構(gòu)特點，選取模具結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量，以鍛件變形均勻性及成形載荷為目標(biāo)函數(shù)，采用部分析因設(shè)計，篩選出對響應(yīng)有顯著作用的三個關(guān)鍵因素，即矩形柱圓角半徑R2、筋部凸模拔模斜度、筋部凸模圓角半徑R3。采用基于響應(yīng)曲面法的中心復(fù)合設(shè)計對篩選出的變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過擬合響應(yīng)與設(shè)計變量之間的回歸方程，得到了模具結(jié)構(gòu)最佳參數(shù)組合，即：矩形柱圓角半徑4.74mm，筋部凸模拔模斜度4.55°，筋部凸模圓角半徑4.25mm。 工藝參數(shù)是影響支架等溫成形過程的重要因素，本文選取了對支架成形過程有影響的變形溫度T、變形速度v以及摩擦系數(shù)μ三個主要參數(shù)作為設(shè)計變量，并以變形均勻性和成形載荷為目標(biāo)函數(shù)，采用Box-Behnken設(shè)計對變量進(jìn)行了優(yōu)化。通過對變形均勻性及成形載荷數(shù)學(xué)回歸模型的分析，得到了支架等溫成形最佳工藝參數(shù)組合，即：變形溫度480°C，變形速度1.25mm·s-1，摩擦系數(shù)0.1。 根據(jù)優(yōu)化所得模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和成形工藝參數(shù)，，選擇合適的模具材料，對成形模具進(jìn)行了設(shè)計與制造。制定了支架等溫成形工藝流程，進(jìn)行了實驗試制，成形出了符合要求的支架。
【關(guān)鍵詞】：稀土鎂合金 筋板類構(gòu)件 響應(yīng)曲面法 數(shù)值模擬 等溫模鍛
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG316.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 帶筋結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用11-12
• 1.3 筋板類構(gòu)件成形技術(shù)12-19
• 1.3.1 機(jī)械加工技術(shù)13
• 1.3.2 精密鑄造技術(shù)13-14
• 1.3.3 焊接成形技術(shù)14-15
• 1.3.4 旋壓成形技術(shù)15-16
• 1.3.5 局部加載成形技術(shù)16-18
• 1.3.6 等溫模鍛技術(shù)18-19
• 1.4 鎂合金等溫模鍛研究進(jìn)展19-21
• 1.5 多方向鍛造技術(shù)研究進(jìn)展21-22
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 筋板類鍛件等溫模鍛理論23-32
• 2.1 引言23-24
• 2.2 等溫模鍛精化鍛件的原理24-27
• 2.2.1 低變形抗力及高延伸率24-25
• 2.2.2 變形均勻25-27
• 2.2.3 工藝參數(shù)可控27
• 2.3 模鍛省力途徑27-29
• 2.4 塑性成形金屬流動理論29-31
• 2.4.1 金屬流動方向29-30
• 2.4.2 塑性成形中的折疊30-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 第三章 帶筋支架等溫成形模具關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計與優(yōu)化32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 研究對象32-33
• 3.3 模具設(shè)計原則33-34
• 3.4 響應(yīng)曲面法基本原理34-35
• 3.5 目標(biāo)函數(shù)確定35
• 3.6 設(shè)計變量選取35-36
• 3.7 基于部分析因設(shè)計的變量篩選與分析36-42
• 3.7.1 部分析因設(shè)計方案37-41
• 3.7.2 設(shè)計變量對變形均勻性的影響篩選41
• 3.7.3 設(shè)計變量對成形載荷的影響篩選41-42
• 3.8 基于中心復(fù)合設(shè)計的模具參數(shù)優(yōu)化42-49
• 3.8.1 中心復(fù)合設(shè)計原理42-44
• 3.8.2 設(shè)計變量選取44
• 3.8.3 目標(biāo)函數(shù)確定44
• 3.8.4 模具參數(shù)優(yōu)化及分析44-49
• 3.9 小結(jié)49-50
• 第四章 基于 Box-Behnken 設(shè)計的成形工藝參數(shù)設(shè)計與優(yōu)化50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 材料分析50-51
• 4.3 設(shè)計變量選取51-54
• 4.3.1 變形溫度52
• 4.3.2 變形速度52-53
• 4.3.3 摩擦系數(shù)53-54
• 4.4 目標(biāo)函數(shù)確定54
• 4.5 Box-Behnken 設(shè)計方案54-56
• 4.6 工藝參數(shù)優(yōu)化及分析56-62
• 4.6.1 變形均勻性回歸分析57-59
• 4.6.2 成形載荷回歸分析59-62
• 4.6.3 工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計62
• 4.7 小結(jié)62-63
• 第五章 帶筋支架等溫成形實驗研究63-71
• 5.1 引言63
• 5.2 模具設(shè)計63-65
• 5.2.1 模具材料選擇63-64
• 5.2.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計64-65
• 5.3 支架等溫成形實驗研究65-70
• 5.3.1 實驗條件65-66
• 5.3.2 實驗工藝流程66-68
• 5.3.3 實驗結(jié)果68-70
• 5.4 小結(jié)70-71
• 結(jié)論及展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：996038