az31镁合金往复挤压成形热力耦合模拟研究

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1、摘要论文题目：ATx31镁合金往复挤压成形热力耦合模拟研究学科专业：材料加工工程研究生：叶永南签名：习盘i颦指导教师：郭学锋教授签名：毒驻r刘君讲师签名：生!垒摘要本文采用数值模拟与物理模拟相结合的方法对AZ31镁合金往复挤压成形过程进行了较全面的研究，为实际工艺的制定与优化、探索往复挤压变形机制提供一定的科学依据。对AZ31镁合金3道次往复挤压过程的有限元变形—传热耦合分析的关键技术问题处理方法进行了研究，建立了往复挤压刚粘塑性有限元模型。在此基础上，利用非线性有限元软件对其进行了模拟分析，获得了有关变形网格、等效应变场、等效应变速率场、等效应力场、温度场、速度场以及载荷一行程曲线信息，揭

2、示了AZ31镁合金往复挤压成形规律。分析了不同初始坯料温度、不同挤压速度以及不同摩擦因子对场变量和载荷一行程曲线的影响。本文的主要研究结果如下：大变形区主要集中在II区靠近凹模的区域以及从动冲头一侧的圆锥形紧缩区I区靠近凹模的区域。大应变速率和大应力区主要分布在凹模I区与II区交接处。随着挤压道次的增加，工件内等效应力分布趋向均匀。温度分布大致以凹模II区中心为圆心，从高到低呈圆形向外扩散，在工件内形成温度梯度。最大速度区域呈圆形分布于II区中心。随着初始坯料温度升高，等效应变峰值上升然后趋于平稳，等效应力峰值下降，等效应变速率和流动速度峰值先上升，然后趋于稳定，并有所下降。随着挤压速度增大

3、，等效应变速率峰值和温度峰值直线上升，等效应变峰值变化不大，等效应力峰值先上升后下降然后趋于平稳。摩擦因子变化引起工件内温度的变化很小。随摩擦因子的增大，等效应变峰值变化不大，等效应力和等效应变速率峰值上升，上升幅度变小，金属流动速度峰值上升。为了验证数值模拟结果的可靠性，设计并进行了物理模拟实验，结果表明，数值模拟的结果有～定可靠性，对实际生产和理论分析具有一定的参考价值。关键词：AZ31镁合金；往复挤压；耦合分析；数值模拟；物理模拟本研究得到陕西省自然科学研究计划项目(编号：2003E111)、西安市科技攻关计划一工业攻关项目(编号：GG06062)基金和教育部留学回国人员科研基金的资助

4、。西安理工大学硕士学位论文1"itie：THERMAL-MECHANICALCOUPLINGNUMERICALSIMULATIONOFRECIPROCATINGEXTRUSIONPROCESSESONAZ31MgALLOYMajor：ProcessingEngineeringofMaterialsName：YongnanYESupervisor：Prof．XuefengGUOs；gnaⅫe：!盘竺!：SignatuLecturerJunLIUSignature：上丝血AbstractThedissertationstudiedtheformingprocessofreciprocatinge

5、xtrusionOllAZ31Mgalloybynumericalsimulationandphysicalsimulation，andprovidedsomescientificevidenceswithestablishmentandoptimizationofrealtechnologyandexplorationondeformationmechanismofreciprocatingextrusion．ThekeytechnicalproblemsofcoupledFEMdeformation—heattransferinreciprocatingextrusionprocesso

6、fAZ．3lMgalloywerestudied．Thenonlinearfiniteelementsoftwarewasusedtosimulateandanalyzethereciprocatingextrusionbasedontherigidvisco·plasticfinitedementmodel．Theinformationofanamorphicmesh，equivalentstrainfield，equivalentstrainratefield，equivalentstressfield，temperaturefield，velocityfieldandloading-i

7、ncrementscurveswereobtainedandtheformingprincipleofreciprocatingextrusionwasrevealed．Theinfluencesofdifferentinitialtemperatureofworkpiece，differentextrudingvelocitiesanddifferentfrictionfactorsOllfieldsand