AZ31镁合金管弹性内模胀形试验研究与数值模拟

《AZ31镁合金管弹性内模胀形试验研究与数值模拟》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、太原理工大学硕士学位论文AZ31镁合金管弹性内模胀形试验研究与数值模拟姓名：柴蓉霞申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：许树勤20060501太原理工大学硕士研究生学位论文AZ31镁合金管弹性内模胀形试验研究与数值模拟摘要管材塑性加工是用管材作毛坯，通过塑性加工手段，制造管材零部件的一种先进的加工技术。由于容易满足成形产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确度高等方面的要求，管材塑性加工已成为先进塑性加工技术面向21世纪研究与发展的一个重要方向。目前AZ3l镁合金管材的应用得到了广泛的认可。如果通过一定的工艺(比如胀形和缩口)把镁合金管材加工成镁合

2、金管件，将会极大地提高产品附加值。但是由于常温下镁合金的塑性较差，难以满足后续成形工艺的要求，特别是目前AZ3l镁合金管材主要是用分流组合模生产出来的，管材上有焊合缝，其力学性能和成形极限的数据缺乏，工艺性也不是很明确。本文在WDW-100KN的万能试验机上采用弹性内模自由胀形的方法测得AZ3l镁合金管材屈服强度为115MPa，抗拉强度为33lMPa，管材的断裂延伸率为10．8％。用弹性内模胀形方法生产管件，容易装卸模具，可以一模多用，管材胀形过程中受力均匀。而且用轴向加压的方法可以提高管材胀形的塑性，因此本文研究与探讨弹性内模轴向加压的胀形方法。采

3、用外径为25mm、壁厚为2mm的AZ31镁合金管材为加工对象，用弹性内模轴向加压的胀形方法在500KN手动压力机上对管材进行胀形试验。选择长度太原理工大学硕士研究生学位论文为45mm，直径为20mm的弹性体聚氨酯作为弹性内模，普通45钢作为外模。获得了管材的断裂延伸率高达14．8％，相应载荷为37．5KN。根据试验数据应用MSC．Superform有限元分析软件对管件的刚性外模、弹性内模胀形工艺过程进行有限元模拟。模拟过程中运用与试验相同的胀形条件对管材进行模拟，比较试验和模拟的结果，验证了有限元模型的正确性。根据所建有限元的模型，研究了工艺参数对胀

4、形结果的影响，分别对刚性外模的过渡圆角半径为0．5mm、1．0mm，弹性体内模与管材内壁的摩擦因子为0、0．08、O．16、0．24，管材胀形区长度为30mm、40mm、43mm、45mm，刚性外模的过渡角为0。、45。、60。等不同情况进行了模拟。分析了这些工艺参数对胀形过程中轴向与周向应力分布、节点位移量、载荷的影响。得出了如下结论：1)过渡圆角半径应根据产品设计，在可能的情况下尽量增大，弹性内模与管材内壁的摩擦对成形有利，摩擦因子的取值范围为0～0．5，外模过渡角应在满足产品要求的条件下尽可能大。2)当胀形区长度的选取满暑彳D．f)>／0．86

5、(L为胀形区长度，t为管材厚度，D为管材初始外径)时，管材胀形中会开始出现鼓形。关键词：胀形，AZ31，有限元模拟太原理工大学硕士研究生学位论文EXPEIUM[ENlALI己ESEARCHANDNI瓜嗄ERICALSINⅡ『I，ATIONOFBULGINGFORAZ3lMAGNESIUMALLOYTUBEWITHELASTICINTEI斟ALDIEABSTRACTThemachiningtechnologyofforgingtubeismakinguseofcirculartubeblankandgainstubularcomponents．Itis

6、allinnovativetechnique．Themachiningtechnologyofforgingtubemakestheforgingpartsmasslight，intensionhigh，costlittleandmachiningexactness．Soitistheimportantaspectin21centuryintheforgingandmachiningfieldsTodaytheapplicationofAZ3lmagnesiumalloyhasbeenextensiverecognizedforpeople．Ifth

7、emagnesiumalloytubeCallbemachiningthroughsomegiventechnologiessuchasbulgingandtubesinkingformagnesiumtubematerial，thereisahi}ghaddedvaluefortheproduct．Butthemagnesiumalloyhasabadplasticpropertyonroomtemperature，itisdifficulttomeettheneedsofpostformingprocess．Especiallytheproduc

8、tiontechnologyofAZ31magnesiumalloyisthetubecarlbeweldi