镁合金型材弯曲变形过程数值模拟研究

《镁合金型材弯曲变形过程数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、镁合合型材巧曲变形过程数值模拟研究摘要轿车轻量化始终是轿车工业发展的重要方向之一，车身减重在轿车轻量化进程中占有重要地位。为降低车身重量，同时保证轿车的安全性，目前一种新的车身结构形式——框架式车身，又称鸟笼式车身，正日益受到汽车生产厂商的关注。制造框架式车身的关键技术在于如何实现型材的高精度弯曲成形。本文基于弹塑性有限元法，通过软件ANSYS／LS．DYNA，对AZ31B镁合金正方形截面型材的弯曲过程进行数值模拟研究。由于材料本构是影响数值模拟精度最重要的因素，因此本文的首要工作就是建立AZ3lB镁合金型材的材料本构模型。在常温拉应力状态下，镁合金塑性变形方式以滑移为

2、主；而在常温压应力状态下，以孪生为主，因而在宏观上表现出镁合金在常温拉伸和压缩应力状态下力学性能不一致，因此分别建立了相对应的材料本构模型。其次应用所建立的材料本构模型，模拟了型材的三点弯曲变形过程。型材弯曲过程中一部分受压而另一部分受拉，因此在型材的有限元模型中，以型材截面的中间对称面为界，分别赋予各自应力状态下的材料本构模型。有限元模拟的准确性通过与实验结果对比来验证。研究发现，对于成形力、外壁塌陷和回弹量而言，数值模拟的结果与实验结果非常吻合；但内壁凹陷二者差别比较大，这是因为在建立材料模型时忽略了各向异性所致。模拟结果表明，通过分析型材弯曲过程中的最大切应力，能

3、有效预测断裂的位置，对于三点式弯曲而言，断裂区域即侧壁与上壁交界处附近。拉弯法是型材弯曲中应用最广泛的工艺之一，而该方法中最重要的因素是预拉伸力的大小。因此通过应用被三点弯曲数值模拟所验证的材料模型，研究了不同预拉伸力下型材的拉弯过程。研究发现，增大预拉伸力会使截面变形程度加剧，回弹量变小，同时弯曲过程中的最大切应力也会变大，但变化程度很小。关键词：数值模拟；有限元分析；型材弯曲；镁合金；AZ31B；拉弯成形；回弹硕lj学位论文AbstractThelight-weightingofVehicleisoneoftheinlportantdeVelopingdirecti

4、onsinautomobileindustry，andthereductionweightofVehiclebodyplaysakeyroleintheprocessesoflight—weightingofvehicle．InordertolightentheVehiclebodyaswellasimproVethesecurityconditionsofVehicle，anewtypeofVehiclebody，calledthespaceframestructure，isbeingpaidmoreandmoreattentionbycarmanufactures．

5、Thekeytechnologyofproducingspacef．ramestructureliesinhowtoachieVethehighprecisionbendingprocessofthepr06le．Thispaperdealtswithelastic—plasticflniteelementanalysesofthebendingofmagnesiumalloyAZ31BsquareextrusionsapplyingsoftwareANSYS／LS．DYNA．DuetothegreatinfluencesofconstitutiVemodelonthe

6、accuracyofthenumericalsimulation，themajorworkofthispaperistosetuptheconstitutiVemodelofthematerial．Atroomtemperate，slippingdominatesthemagnesiumalloydefomationintension；whiletwinningdominatesthemagnesiumalloydeformationincompression．Thusthemechanicalpropertyofmagnesiumalloyintensiondoesn

7、otcoincidewiththatincompression．Therefore，SettingconstitutiVemodelsintensionandcompressionrespectiVelyisnecessary．Thethree—pointbendingprocessesofextrusionsweresimulatedbyapplyingtheconstitutiVemodelssetup．Itwasfoundthatthetoppartofsquareextrusionwascompressed；whilethebot