az31镁合金特种型材挤压成形工艺及性能分析word格式论文.docxVIP

摘要镁合金具有密度小、比强度高、降噪减振性能及抗电磁干扰性能优良等特点，对实现汽车和列车轻量化、减少列车运行牵引动力、减振降噪等具有重要的促进作用。德国和法国已在高速铁路系统的列车座椅和框架等应用镁合金零部件，世界各国都在研究使用镁合金实现汽车轻量化的问题。外接圆直径400mm以上的特大尺寸镁合金型材的主要应用前景在于高铁、城市轻轨车厢结构、行李架、地板和壁板等，开发成功后将进一步扩大镁合金型材在列车上的应用。由于西方主要工业国的镁金属资源缺乏，其汽车应用镁合金型材尚处于起步阶段，在大规格镁合金型材加工技术方面还未出现大的突破，从而极大地限制了镁合金轨道交通零配件产业的发展，为我国在这些领域进入世界领先行列提供了发展空间。本文对一种外接圆直径达426mm的薄壁中空镁合金型材进行开发，为节省时间及费用，研究中利用DEFORM-3D有限元仿真模拟手段对成形金属在模具中受到的等效应力，等效应变等进行了分析，发现型材壁厚的不合理分布会造成挤压缺陷。并以此进行了结构优化以及模拟验证，仿真结果表明对型材结构和模具的修整方案的正确性。对AZ31镁合金挤压实验表明设计的型材与模具均存在一定的缺陷，导致挤压时扭拧及成形不足等缺陷的产生。结合有限元分析结果，对型材、模具及挤压工艺进行优化后获得了外观及性能良好的中空薄壁镁合金型材。验证了模拟结果的正确性，说明DEFORM-3D有限元模拟在复杂的挤压成形过程模拟是可行的。对型材的组织及力学测试结果也表明，型材存在着组织与性能的不均匀性。在后续试验中，为了改善挤压态镁合金的综合力学性能，文中提出了了两种剪切工艺：直通道剪切工艺及135°转角剪切工艺。研究表明，直通道线性剪切工艺对挤压态AZ31镁合金拉压不对称性的改善原因是由于其弱化了基面织构，而转角剪切工艺对挤压态AZ31镁合金拉压不对称性的改善原因是由于晶粒得到了细化。关键词：镁合金，挤压，中空型材，有限元模拟，剪切ABSTRACTInvirtueofthesmalldensity,highspecificstrength,ofexcellentperformanceof reducingnoiseandvibrationpropertiesandresistancetoelectromagneticinterference characteristics,Magnesiumalloycouldpromoterealizationthelightweightoftheauto andtrain,reducingtractionpoweroftrain,andcuttingdownvibrationandnoise.The magnesiumalloypartshavebeenusedasthetrainseat andtheframeworkonthe high-speedrailsysteminGermanyandFrance,andmagnesiumalloyisusedasthe lightweightmaterialall overtheworld.Themainapplicationofmagnesium alloy profileswithitsdiametersizeabove400mmisinhigh-speedrailandlightrailcarcity structure,luggagerack,floorandwallandsoon.Itwillfurtherexpandtheapplication ofmagnesiumalloyinthetrainafterthesuccessfuldevelopment.Duetothelackof magnesiummetalresourcesofmostwesternindustrializedcountries,theautomobile applicationofmagnesiumalloyprofilesisstillintheinitialstage.Thelargesize magnesiumalloyprofilesprocessingtechnologydidnothavebigbreakthrough,which greatlylimitsthedevelopmentofmagnesiumalloypartsindustry,andprovides developmentspaceforourcountrytheleadingtheworldinthesefields .Inthispaper,aspecialhollowprofilewasexplored.Tosavetimeandcost,the DEFORM-3Dfiniteelementsimulation