本文關鍵詞：電致誘導鎂板材異步疊軋技術研究

  更多相關文章： 鎂板材 電致誘導 異步疊軋 有限元分析 流變應力行為

【摘要】：軋制鎂合金在材料性能上的獨特優(yōu)勢,有著廣闊的應用范圍。雖然單一鎂合金軋制技術也都依托其各自強化機理各具優(yōu)點,在不需要添加合金元素,獲得細晶組織和具有能與高合金化合金相媲美的強度。但所存在的問題也是明顯不可忽視的,如軋制板材存在著嚴重的各向異性、制備工藝還不夠成熟、力學性能還需要進一步的提高等問題�；诖�,本文創(chuàng)新性的對電塑性加工、異步軋制和累積疊軋技術協(xié)同作用下的電致誘導異步疊軋關鍵技術展開研究,來繼續(xù)探索獲得高性能細晶材料的新方法,彌補傳統(tǒng)的軋制工藝需要多道次和道次間安排熱處理的缺點,在加大變形量的同時減少了裂紋產生,大大提高生產效率和質量。本文探究了該電致誘導鎂板材異步疊軋復合軋制條件下的塑性變形理論,分別采用卡爾曼法、奧羅萬法對比分析了電致誘導鎂板材異步疊軋復合軋制過程單位軋制壓力,得到了適用本模型的平均單位軋制壓力公式;分析研究了電致誘導鎂板材異步疊軋復合軋制過程流變應力行為的影響因素,其中包括電參數、異步比、軋制層數等,構建了該復合軋制條件下的流變狀態(tài)數學模型。針對多因素影響下的電致誘導鎂板材異步累積疊軋過程進行了試驗設計,將復合軋制有限元模型中電致塑性效應的影響分為熱效應及電激勵效應兩部分,分別通過ANSYS Multiphysics電熱效應分析和電致誘導拉伸試驗獲得電流產熱和電激勵條件下的力學參數,然后將上述參數直接引入到LS-DYNA中實現(xiàn)復合軋制過程溫度場、力學場、電場的耦合仿真模擬。通過改變軋制過程中的上下軋輥異步比,探究異步比對復合軋制變形行為的影響。研究表明:由于上下軋輥速度差使板材受到一對切應力作用,造成板材晶體傾轉,加速了位錯運動的發(fā)生,但異步比過大會造成板材滑移,作用效果不再明顯,使軋制過程中流變應力隨異步比的增加先減小后增大,軋制溫度隨異步比的增加先增加后減小,在異步比為1.15時流變應力最小。通過改變軋制過程中的脈沖電流、脈沖頻率,探究電參數對復合軋制變形行為的影響。結果表明:電參數的影響一方面是通過熱效應作用,另一方面通過電激勵作用,均對軋制過程流變應力起到減弱效果。流變應力隨著脈沖電流的增加逐漸減小;隨脈沖頻率的增加先減小后增大,在脈沖電流245A脈沖頻率275Hz時取得較小值。脈沖頻率過高時(400Hz)其對板材的電激勵作用不再明顯,僅僅是以熱效應的方式影響流變應力。通過改變軋制過程中的軋制層數,探究軋制層數對復合軋制變形行為的影響。結果表明:累積疊軋通過板材疊層軋制提高塑性變形量,使板材在短時間內產生較多熱量,板材溫升加快,弱化了變形抗力,流變應力減小。但其不如異步比、電參數影響顯著�；趶秃戏抡鎸嶒灲Y果,采用R統(tǒng)計軟件,通過多元線性回歸分析,構建了該電致誘導鎂板材異步累積疊軋模型下的流變狀態(tài)數學模型;考慮到電致誘導下鎂板材異步累積疊軋與拉伸試驗遵從相似的金屬塑性變形理論,本研究開展了電致誘導鎂板材拉伸試驗,驗證了復合軋制下的仿真實驗結果,并采用Matlab軟件將該復合軋制數學模型圖形化顯示,并與電致誘導下的拉伸試驗結果對比評價數學模型的擬合性,結果表明該數學模型能夠較好的反映不同脈沖電流、脈沖頻率下鎂板材的塑性變形規(guī)律。
【關鍵詞】：鎂板材 電致誘導 異步疊軋 有限元分析 流變應力行為
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG339
【目錄】：

• 摘要7-9
• abstract9-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 鎂合金研究進展12
• 1.2 軋制鎂板材研究動態(tài)12-18
• 1.2.1 鎂板材軋制技術研究動態(tài)12-14
• 1.2.2 軋制鎂板材影響因素研究動態(tài)14-16
• 1.2.3 軋制鎂板材材料的研究動態(tài)16-17
• 1.2.4 軋制仿真分析研究動態(tài)17-18
• 1.3 本文的主要研究內容18-20
• 第二章 電致誘導鎂板材異步疊軋單位壓力及流變應力行為20-28
• 2.1 軋制單位壓力20-23
• 2.1.1 基于卡爾曼單位壓力微分方程及采利柯夫單位壓力公式20-21
• 2.1.2 奧羅萬單位壓力微分方程及西姆斯單位壓力公式21-22
• 2.1.3 該電致誘導下鎂合金板材異步軋制平均單位壓力公式22-23
• 2.2 軋制流變狀態(tài)數學模型23-26
• 2.2.1 軋制流變應力的影響因素23-25
• 2.2.2 基于流變應力影響因素的數學模型25-26
• 2.3 本章小結26-28
• 第三章 電致誘導鎂板材異步疊軋仿真試驗設計28-38
• 3.1 復合軋制仿真工藝路線28-30
• 3.2 復合軋制仿真正交試驗設計30-31
• 3.3 電激勵條件下熱物性參數的獲取31-33
• 3.4 ANSYS有限元軋制模擬分析過程33-37
• 3.4.1 電脈沖激勵下的熱效應33-35
• 3.4.2 LS-DYNA中復合軋制仿真分析35-37
• 3.5 本章小結37-38
• 第四章 電致誘導鎂板材異步疊軋仿真試驗結果及分析38-48
• 4.1 電致誘導鎂板材異步疊軋仿真試驗結果38-39
• 4.2 異步比對鎂板材電致誘導異步累積疊軋變形行為的影響39-41
• 4.3 脈沖電流對鎂板材電致誘導異步累積疊軋變形行為的影響41-42
• 4.4 脈沖頻率對鎂板材電致誘導異步累積疊軋變形行為的影響42-43
• 4.5 軋制層數對鎂板材電致誘導異步累積疊軋變形行為的影響43-45
• 4.6 基于正交試驗的軋制流變應力影響因素極差分析45-46
• 4.7 本章小結46-48
• 第五章 基于復合仿真試驗結果的流變應力數學模型及驗證48-62
• 5.1 基于復合仿真實驗結果的復合軋制流變應力數學模型的建立48-52
• 5.2 電致誘導拉伸試驗結果分析52-60
• 5.2.1 電參數對鎂合金力學性能的影響52-54
• 5.2.2 電參數對試樣斷口的影響54-55
• 5.2.3 電致誘導拉伸試驗前后微觀組織觀察55-57
• 5.2.4 基于電致誘導拉伸試驗的流變應力數學模型及仿真結果驗證57-60
• 5.3 本章小結60-62
• 第六章 結論與展望62-64
• 6.1 結論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-72
• 附錄72-73

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 余琨;黎文獻;王日初;王渤;李超;;軋制及熱處理對WE43鎂合金組織和性能的影響[J];材料熱處理學報;2008年02期

2 李云霞;;薄板軋制有限元分析[J];昆明學院學報;2009年06期

，

本文編號：788657