镁合金薄板成形过程有限元模拟

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1、哈尔滨理T大学工学硕士学位论文镁合金薄板成形过程有限元模拟摘要镁合金作为新型轻合金材料越来越得到人们的关注，在航空航天，汽车、电子等工业中应用也越来越广泛。目前以压铸技术为主导的生产方式还不能满足镁合金电子产品轻薄短小的要求。因为材料利用率低且在薄壁壳形件生产中的工艺稳定性、产品性能方面也有很多不足，所以采用塑性成形方法可以避免上述缺陷。研究变形镁合金板成形规律、镁合金板热成形工艺模拟技术对于实现镁合金板加工的实用化和产业化具有重要的现实意义和经济价值。镁合金板材室温下塑性很差、成形困难。加热到一定温度，使板材处于

2、热塑性变形状态下其加工硬化过程不断被回复、再结晶过程所抵消。这样，镁合金板材处于一种低强度、高塑性的软化状态，成形性能会得到明显的改善。本文基于上述镁合金板材的成形机理，对镁合金筒形件和盒形件的热拉深成形工艺进行了数值模拟研究。利用通用有限元分析软件DYNAFORM，模拟了镁合金筒形件和盒形件的拉深成形过程。分析了筒形件和盒形件在拉深成形的不同阶段不同区域的应力应变分布。发现了拉深成形过程中，镁合金筒形件和盒形件最易发生破裂缺陷的部位一凸模圆角区和凸模拐角区。确定了模具结构、成形温度、摩擦系数、压边力及拉深速度对镁

3、合金筒形件和盒形件拉深成形的影响规律，为镁合金板材热拉深成形实验研究奠定了基础。通过数值模拟研究，确定了镁合金板材热拉深成形时合理的工艺参数范围。并通过模拟和实验的对比验证了模拟的准确性。关键词镁合金筒形件；镁合金盒形件；热拉深成形；数值模拟哈尔滨理工大学工学硕士学位论文STUDYOFFINITEELEMENTSIMULAT’IONOFFORMINGPROCESSFoRMAGNESIUMALLOYSSHEETSAbstractThemagnesiumalloygetsmoreandmoreconcernasthen

4、ew-typelightalloymaterial，andgetsmoreandmoreextensiveusinginAero—space，automobileandelectronicsindustry．Atpresent，inthecraftstabilityoftheproductionandthepropertiesoftheproductsofthinwallandshellshape，modeofproductiontakingdiecastingtechnologyasleadingfactorca

5、n’trespondtotherequestthatthemagnesiumalloyelectronproductsarelightandthinandshortandsmallyet，andtheutilizationratioofmaterialsofcastingislow,itcanavoidabove-mentioneddefectstoadoptplasticityformingmethod．Ithasimportantrealisticmeaningandeconomicworthtostudyth

6、eforminglawandthethermalformingcraftsimulationtechnologyofmagnesiumalloysheetsoutofshapeforrealizingthepracticalandindustrializationofmagnesiumalloysheetprocessing．Magnesiumalloysheetshaveverypoorplasticityinroomtemperatureanddifficultiesinforming．Whenheatingc

7、ertaintemperature，thesheetsworkhardeningprocessisconstantlyoffsetbytheprocessofthereversionandrecrystallizationinthestateofthermalplasticity．Inthisway,themagnesiumalloysheetsareinakindofstateofsofteningoflowintensityandhighplasticity,andtheformingcanobtainobvi

8、ousimprovement．Beingbasedontheabove—mentionedmechanismofmagnesiumalloysheetforming，numericalsimulationresearchonthermaldeep—drawingformingcraftofmagnesiumalloycupsandbox—shapedprod