细晶镁合金薄板超塑气胀成形有限元模拟与分析

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1、哈尔滨理T大学丁学硕}：学位论文细晶镁合金薄板超塑气胀成形有限元模拟与分析摘要镁合金是常用金属材料中最轻的一种，它的密度小，只有铝合会的2／3，钛合金的1／3；具有高的比强度、比刚度、尺寸稳定性，也具有良好的电磁屏蔽性、导热性，且易于pl收；广泛应用于航窄航天、汽车、通讯、和电子工业。所以说研究镁合会的成形规律、成形模拟技术对于实现镁合金加工的实用化和产业化具有重要的现实意义和经济价值。由于镁合金的六方晶体结构(HCP)，导致镁合金成形能力较低，室温下用常规的塑件成形方法制造一些镁合会空心壳体零件是比较闲难的。因此，研究

2、其在一定条件下足否具有超塑性能，采用超塑气胀成形，对扩大其实际应用范围，形成较复杂形状的镁合金零件，将有较大的实际意义。本文利用有限元分析软件Marc模拟了镁合金半球件，方盒形件和阶梯形件的超塑成形过程。优化了超翅成彤过程中镁合金半球件，方盒形件和阶梯形件的成形工艺参数。分析了半球件，方盒形件和阶梯形件在超塑成形的不同阶段小同区域的厚度分布和应变速率分布。确定了模具结构、摩擦系数、应变速率敏感性指数、成形压力对镁合金方盒形件和阶梯形件的超塑成形的影响规律，为镁合金板材超塑气胀成形实验研究奠定了基础。通过数值模拟研究，确定

3、了镁合金板材超颦成形时合理的j[艺参数范围。并通过半球形件模拟和实验的对比验证了模拟的准确性，从而用模拟来进一步指导实验。关键词镁合金：气胀成形；数值模拟；成形压力；应变速率敏感性指数哈尔滨理T人学T学硕}学位论文StudyonFiniteElementSimulationofSuperplasticGasBulgingforFine--GrainedMagnesiumAlloysSheetsAbstractMagnesiumalloyisoneofthelightestofthosealloysusedasthebas

4、isofconstructionalmaterials．Itsspecificweightissmall，andonlytwothirdsofthealuminumalloy，onethirdsofthetitaniumalloy．Itisexcellentinstrength／densityratio，rigidity／densityratioanddimensionalstability．Andmagnesiumalloyischaracterizedbyelectromagneticshielding，transc

5、alentandrecyclable．Magnesiumiswidelyusedinthefieldsofaerospace，automotive，communicationandelectronicindustry．So，Studyontheformingofmagnesiumalloys，formingofsimulationtechnologyhaveimportantpracticalsignificanceandeconomicvalueontherealizationofmagnesiumalloyproce

6、ssingandthepracticaluseofindustrialization．However，magnesiumalloysgenerallyexhibitpoorworkabilitybecauseofhexagonalclosepacked(HCP)structure．Itisdifficulttofabricatehollowshellmagnesiumalloyspartsbyconventionalplasticforming．Therefore，therewillbemorepracticalsign

7、ificanceonitspracticalapplicationtotheexpansionofthescopeofamorecomplexshapeofmagnesiumalloyparts，whetherornotithassuperplasticitystudyundercertainconditionsusingsuperplasticbulgingforming．Inthispaper，themagnesiumalloyhemispherepieces，thebox-shapedpiecesandaladde

8、r-shapedpiecesofsuperplasticformingprocesswassimulatedbyusingfiniteelementanalysissoftwareMarc．Optimizationofthesuperplasticformingprocessofmagnesiumalloyhemis