镁合金复杂壳形件冲压成形性能研究

摘要

镁合金作为工程应用中密度最低的金属结构材料，具有较高的比刚度、比强度和良好的电磁屏蔽性、减振性能及散热性能，因此在汽车、电子、航空航天等领域有着广阔的应用前景，被誉为“21世纪绿色工程材料”。但由于镁合金的晶体结构为密排六方，塑性成形能力差，大大限制了镁合金在结构领域内的应用。本文对AZ31镁合金复杂壳形件冲压成形性能在以下几个方面进行了理论和实验研究：
　　 1.应用有限元MSC.Marc软件对AZ31镁合金复杂壳形件冲压过程进行数值模拟分析，变形过程中板材受力分布规律为凸、凹模圆角处受力最大，为主要变形区，冲压件的底部受力很小，缺陷不发生在此处；温度场分布规律为温度呈区域化分布，从壳体底部到法兰处逐渐升高。通过模拟，初步确定了AZ31镁合金复杂壳形件冲压工艺参数。
　　 2.在1000KN液压机上，利用自行设计加工的AZ31镁合金复杂壳形件冲压模具进行了实验研究。通过反复的实验证明，本文设计的模具结构合理，并结合模拟分析确定AZ31镁合金复杂壳形件冲压工艺的合理参数范围为：成形温度为290～350℃，冲压速度0.1～0.2mm/s。
　　 3.对成形后的制件进行组织性能研究。结果表明，壳形件的延伸率比原始板料的小，抗拉强度和屈服强度都有所增加。壳形件底部的组织仍为板料的原始组织，晶粒没有发生变化，圆角处的晶粒发生了再结晶，侧壁的晶粒呈现出柱状形态。
　　 4.根据热拉伸实验，确定了适用于AZ31镁合金的Yada模型相关参数，结合有限元软件分析了AZ31镁合金复杂壳形件在不同成形条件下微观组织演变过程，进一步从微观角度分析了成形的工艺参数的可靠性。研究发现，数值分析得到的组织演变趋势与实验结果基本吻合。

目录

文摘

英文文摘

第1 章 绪论

第2 章 镁合金复杂壳形件冲压成形数值模拟

第3 章 镁合金复杂壳壳形件冲压模具设计

第4 章 镁合金复杂壳形件冲压成形实验研究

第5 章 镁合金复杂壳形件微观组织演变模拟

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致 谢