【摘要】：在目前的工程應用中,鎂合金是最輕的金屬結構材料。鎂合金具有比重輕、比強度高、并具有優(yōu)良的導熱性能及電磁屏蔽性能等特點,這使得鎂合金在汽車領域、航空航天領域及電子信息等領域中得到了越來越多的研究及應用。但由于鎂合金為密排六方晶體結構,在室溫下可激活的滑移系較少而難以塑性成形,加熱溫度過高又會導致組織粗大,性能較差。因此,對鎂合金的塑性成形研究是十分必要的。本文以AZ31鎂合金盒形件拉深成形為研究對象,使用Abaqus有限元軟件對盒形件拉深成形性能進行了系統(tǒng)研究。通過對AZ31鎂合金進行單向拉伸試驗,得到了AZ31鎂合金的力學性能。利用有限元模擬分析,對AZ31鎂合金盒形件拉深過程中的拉深溫度、摩擦系數(shù)、壓邊間隙和凸凹模間隙等主要工藝參數(shù)進行模擬研究,對比了不同工藝參數(shù)下材料的應力場、應變場及厚度的變化規(guī)律,認為AZ31鎂合金盒形件的最適拉深溫度為250℃,采取合理的模具間隙及潤滑可以有效提高成形性能。GTN(Gruson-Tvergaard-Needleman)細觀損傷模型是一種常用的細觀損傷力學模型,通過對材料細觀孔洞的生長、聚合,來反映材料宏觀上的變化。本文通過對AZ31鎂合金單向拉伸試驗數(shù)值模擬,將計算得到的應力-應變曲線與試驗結果相擬合,通過優(yōu)化調(diào)整計算參數(shù),最終得到結果最優(yōu)的一組GTN參數(shù)。將確定的GTN模型嵌入有限元模型中,通過比較不同參數(shù)下的孔洞體積分布,分析出各個工藝參數(shù)對盒形件拉深的影響。通過對四個拉深過程中的主要工藝參數(shù)模擬結果進行分析比較,得出了AZ31鎂合金盒形件最合適的成形溫度和模具間隙等,而較低的摩擦系數(shù)能夠使板材更好地成形。通過對AZ31鎂合金盒形件拉深中主要工藝參數(shù)的分析比較,使用最優(yōu)工藝參數(shù)進行了AZ31鎂合金手機殼拉深實驗,成功拉深制得了外邊質量良好的手機殼樣品,驗證了有限元分析的可靠性,也為開發(fā)鎂合金手機殼拉深成形技術提供了有益參考。
【圖文】：

圖 1.1 金屬鎂的晶體結構[3]Fig.1.1 The crystal structure of magnesium.1 鎂合金滑移機理滑移是指在變形時，受到切應力影響，使得部分晶體沿著某一晶面和晶向產(chǎn)生位移。晶面和晶向也就是變形時的滑移面和滑移方向。表 1.2 為鎂合金在塑性變中的獨立滑移機制。表 1.2 鎂合金塑性變形過程中的獨立滑移機制Tab.1.2 The independent sliding mechanism of magnesium alloy滑移系 滑移面 滑移方向 獨立滑移系基面滑移 {0001} 1120 2棱柱面滑移 {1010}{1120}2錐面滑移 {1011} 1120 4

的應用研究進展金在汽車領域中的應用車早在 20 世紀 30 年代就開始使用鎂合金材料，但因在當時成本較高到 20 世紀 80 年代由于制造工藝的改進，鎂合金又得以在汽車領域再次因其所具有的各種優(yōu)良性質，在汽車領域得到了廣泛的應用。由于其密零件中能夠有效減輕整車重量，并減少燃油消耗，，同時也減少了汽車強度高、剛性佳，優(yōu)于鋼和鋁合金，可以滿足汽車需要的強度要求。減振性能使得鎂合金在汽車座椅和輪轂上等得到了廣泛運用，使汽車顯著提高。2017 年 8 月，我國建成了全球首條鎂合金汽車輪轂生產(chǎn)線100 萬只。鎂合金輪轂比鋁合金輪轂的質量減少了 1/3，減重效果是車節(jié)油率可達到 8%—18%。鎂合金輪轂生產(chǎn)線的建成填補了國際上鎂合空白，同時也說明，鎂合金在汽車領域方面的應用是十分有潛力的，青睞。
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.22;TG356

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 唐偉琴;李大永;彭穎紅;;AZ31鎂合金板材沖壓成形制耳的晶體塑性模擬[J];中國有色金屬學報;2014年08期

2 王瑞澤;陳章華;臧勇;;基于Gurson模型的鎂合金板材溫熱沖壓成形研究[J];北京科技大學學報;2014年04期

3 劉運騰;詹成偉;周吉學;唐守秋;姜利坤;;溫度對AZ80鎂合金高溫拉伸變形行為的影響[J];金屬熱處理;2014年03期

4 郜瑞;溫彤;季筱瑋;張文城;;鎂合金板材拉深工藝的研究與進展[J];熱加工工藝;2012年05期

5 屈偉平;高崧;;鎂合金的特點及應用現(xiàn)狀[J];金屬世界;2011年02期

6 張貴寶;陳軍;肖華;肖煜中;湯禹成;;兩種壓邊方式下板料拉深成形性能及載荷分析[J];上海交通大學學報;2008年01期

7 萇群峰;李大永;彭穎紅;曾小勤;;AZ31鎂合金板材溫熱沖壓數(shù)值模擬與實驗研究[J];中國有色金屬學報;2006年04期

8 尹德良,張凱鋒,吳德忠;AZ31鎂合金非等溫拉深性能的研究[J];材料科學與工藝;2004年01期

9 王鳳琴 ,趙軍 ,官英平 ,馬麗霞;方盒形件拉深破裂預測的研究[J];塑性工程學報;2003年06期

10 張凱鋒,尹德良,吳德忠,蔣少松;AZ31鎂合金板的熱拉深性能[J];中國有色金屬學報;2003年06期

本文編號：2601819