發(fā)布時(shí)間：2020-10-28 02:31

　　 AZ31B鎂合金具有比強(qiáng)度高、比彈性模量大,散熱好,消震好,承受沖擊載荷能力大,耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好的優(yōu)點(diǎn),其也是最輕的實(shí)用金屬。將鎂合金與內(nèi)高壓脹形技術(shù)相結(jié)合是兩種途徑相結(jié)合的先進(jìn)制造技術(shù)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)空濾器支架將鎂合金材料引入到管件成形以替代原低碳鋼和不銹鋼,在滿足強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)和可靠性要求下,可以使管件重量降低75%左右,滿足了輕量化的需求。然而鎂合金在常溫下變形能力十分困難,所以本文研究了鎂合金AZ31B在熱態(tài)下的變形能力。確定了在不同溫度下鎂合金AZ31B的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,研究了成形參數(shù)在不同溫度下的變化規(guī)律。結(jié)果表明,隨著溫度的升高,其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯降低,總的延伸率有很大提高。本文還研究了強(qiáng)度系數(shù)K,厚向異形指數(shù)r,硬化指數(shù)n等材料參數(shù)隨溫度升高的變化情況。用SEM掃描電鏡觀察拉伸試樣斷口,觀察了其表面形貌,通過觀察韌窩的深淺,大小,確定了溫度對(duì)鎂合金塑性變形能力有很大的影響。探討了鎂合金空濾器支架的形變機(jī)理,對(duì)管件進(jìn)行了受力分析、成形極限分析。還研究了其成形過程中的失效形式和原因。最后研究了成形過程中軸向進(jìn)給和內(nèi)壓力合理搭配的重要性。利用DYNAFORM有限元軟件對(duì)鎂合金管件高溫下的內(nèi)高壓脹形做了仿真和模擬。進(jìn)行了彎管模擬和仿真,還研究了不同內(nèi)壓,不同軸向進(jìn)給量,不同摩擦系數(shù)對(duì)于內(nèi)高壓脹形質(zhì)量的影響。然后通過正交試驗(yàn)進(jìn)行管件成形優(yōu)化設(shè)計(jì)得到最優(yōu)結(jié)果。最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,觀察所得支架是否符合成形要求。利用ANSYS有限元軟件,對(duì)AZ31B鎂合金空濾器支架做了可靠性分析。研究了在120Hz激勵(lì)應(yīng)力下的諧響應(yīng)分析,還進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力模態(tài)計(jì)算。通過觀察云圖,此空濾器支架滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U464.134.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 內(nèi)高壓脹形技術(shù)
        1.2.1 內(nèi)高壓脹形原理
        1.2.2 內(nèi)高壓脹形技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
        1.2.3 內(nèi)高壓脹形技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 內(nèi)高壓脹形極限圖
    1.3 鎂合金熱態(tài)內(nèi)高壓脹形技術(shù)
        1.3.1 鎂合金管件熱態(tài)脹形
        1.3.2 鎂合金管件熱態(tài)內(nèi)高壓脹形原理
        1.3.3 鎂合金管件熱態(tài)內(nèi)高壓脹形研究現(xiàn)狀
        1.3.4 鎂合金典型的熱態(tài)成形技術(shù)
    1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第二章 鎂合金管件內(nèi)高壓脹形的機(jī)理分析
    2.1 管件成形中的失效形式
    2.2 內(nèi)高壓脹形加載路徑與極限分析
    2.3 空濾器支架成形受力分析
        2.3.1 假設(shè)條件
        2.3.2 支架在脹形時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)分布
        2.3.3 管件內(nèi)高壓脹形應(yīng)力范圍與變形極限關(guān)系解析
    2.4 脹形內(nèi)壓力的估算
        2.4.1 初始變形力的估算
        2.4.2 最終脹形壓力計(jì)算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鎂合金管件熱態(tài)下的塑性成形試驗(yàn)研究
    3.1 AZ31B鎂合金管件材料成分
    3.2 鎂合金熱態(tài)拉伸試驗(yàn)
    3.3 脹形性能指標(biāo)的計(jì)算
        3.3.1 屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度
        3.3.2 延伸率
        3.3.3 硬化指數(shù)n和強(qiáng)度系數(shù)K值
        3.3.4 厚向異性r值
    3.4 斷口的SEM掃描電鏡
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鎂合金AZ31B空濾器支架內(nèi)高壓脹形有限元模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 汽車空濾器支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 空濾器支架結(jié)構(gòu)的分析
        4.1.2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
    4.2 鎂合金空濾器支架型腔建模
    4.3 彎管模擬與仿真
    4.4 空濾器支架預(yù)成形
    4.5 不同加載路徑對(duì)內(nèi)高壓脹形的影響
        4.5.1 單一內(nèi)壓力對(duì)脹形的影響研究
        4.5.2 單一軸向進(jìn)給對(duì)脹形的影響研究
        4.5.3 摩擦系數(shù)對(duì)內(nèi)高壓脹形的影響
    4.6 支架內(nèi)高壓脹形的工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.6.1 評(píng)價(jià)的指標(biāo)和因素水平
        4.6.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.6.3 最優(yōu)結(jié)果驗(yàn)證
    4.7 脹形實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.8 本章小結(jié)
第五章 鎂合金空濾器支架的可靠性分析
    5.1 預(yù)應(yīng)力模態(tài)計(jì)算
        5.1.1 基本原理
        5.1.2 模態(tài)仿真
    5.2 最大應(yīng)力諧響應(yīng)分析
        5.2.1 諧響應(yīng)理論分析
        5.2.2 空濾器支架諧響應(yīng)仿真分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859439