不同温度加载模式下AZ31镁合金型材温热张力绕弯成形的有限元模拟

摘要

本文采用三维弹塑性热力耦合有限元法模拟了薄壁U形AZ31镁合金型材温热张力绕弯成形工艺,讨论了AZ31镁合金型材温热张力绕弯成形中,不同温度加载模式下温度场和应力场的变化.结果表明:模具的预热、绕弯前的温度场均匀化处理及随动热源的添加均可以有效提高型材绕弯过程中温度场的稳定性,并且越趋于均匀的温度场模式,等效应力值越小.其中,模具预热后整段加热型材进行弯曲时,温度变化较快,温度场不稳定且可控性差;模具不预热,型材局部加热直接弯曲并均匀化10s后撤去热源开始弯曲,温度加载方便,温度场较稳定,但型材内侧的等效应力值较大;模具预热,型材局部加热均匀化10s,撤去热源开始弯曲,温度场稳定,且型材内侧的等效应力值降低;模具不预热,型材局部加热均匀化20s,不撤去热源,开始弯曲,型材温度分布最均匀,温度场最稳定,型材内外侧的等效应力值均减小,且回弹前后的等效应力变化值也最小,减小了回弹,提高了型材的弯曲性能.