基于各向异性损伤理论的AZ31B镁合金管材热态内压成形性能

摘要

在对金属管材的热态内压成形加工过程中,由于镁合金相对于传统钢材体现出更为复杂的材料特性,使其在生产工艺和数值模拟等方面的研究更具有挑战性,其中破裂失效成为制约其产品质量的重要因素。通过对AZ31B镁合金的热态内压试验和有限元模拟分析,微观结构观察和相关材料常数测定,可以有效地对其材料损伤演化规律及破坏形式进行预测,预判裂纹产生的危险区域及扩展方式。研究表明,从室温过渡到300℃的范围内,AZ31B镁合金管材的成形性能随着温度提高而显著提升。为了避免在塑性成形的过程中出现弯曲起皱现象,并进一步提高成形件的尺寸精度,应该使其初始轴向进给保持在较低的状态,然后使其随着内压的增长而同步提升,并在轴向进给结束后,进一步小幅增加内压并保持。以连续损伤力学为基础,通过建立各向异性损伤的材料模型并与相关试验相互验证,能够有效地描述AZ31B镁合金的力学行为,并对其成形过程中相关的工艺参数提供依据。