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《山东大学》 2012年
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镁合金板料流动应力和摩擦系数逆向确定方法研究

吕良  
【摘要】:随着科技的发展,人们对节能、减排等方面的要求越来越高,镁合金作为目前世界上最轻的金属结构材料,由于其具有低密度、高强度、很好的散热性以及优良的减震性能等特点,越来越受到人们的重视。近些年来,镁合金在航天、汽车、电子产品等方面的应用日益广泛。镁合金板料的流动应力方程以及摩擦情况,是其塑性成形过程中的重要参数,对于进行镁合金板料成形有限元模拟和产品生产设计等方面具有重要的参考价值和现实意义。 本文采用有限元逆向确定方法,对AZ31B轧制镁合金在250℃下的流动应力方程和成形过程中的摩擦系数进行逆向确定。主要研究内容如下: 设计了一套极限拱顶高度实验装置,包括成形过程中所采用的加热装置和相应的模具。 传统的测试流动应力的方法有两种:在单向拉伸实验中,由于受到颈缩现象的制约,使在大应变状态下的流动应力方程测量不准确;基于压缩实验的方法中,虽然可以测定大应变下的流动应力方程,但是由于受到摩擦力的影响,同样造成结果有一定的误差。本课题采用了有限元逆向确定法,将流动应力方程系数确定的问题处理为优化问题。然后采用响应曲面法对设计变量和目标函数进行回归,将离散的数据关系变为连续关系,最后对回归出的曲线方程进行优化迭代,从而获得材料的流动应力方程。 常见的金属塑性成形过程中摩擦系数的测定方法适用于金属体积成形方式,工件内部受力主要为压应力,并且摩擦系数的测定通常都是在常温条件下进行的。对于镁合金板料,其塑性成形通常都是在一定温度条件下(大约150-300℃)进行的,并且工件内部受力主要为拉应力,成形方式与体积成形不同。本课题在获得材料流动应力方程的基础上,提出了一种测定板料塑性成形摩擦系数的方法,该方法可以利用现有的实验装置,只需要测量在胀形过程中试样中心圆孔的尺寸变化,就可以根据摩擦系数标定曲线确定板料的摩擦系数值,不仅适用于镁合金板料,也适用于一般的金属板料摩擦系数的测定,可以用作不同滑润剂滑润效果的评价,也可用作有限元数值模拟参数的测定和输入
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG146.22

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【参考文献】
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