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AZ31B镁合金板材拉伸力学性能的各向异性研究

于勇  
【摘要】: 由于具有密度低、比强度和比刚度高等特点,镁合金板日益广泛地应用于交通、家电和通讯领域。由轧制而导致的镁合金晶体的取向特征以及镁合金晶体自身对称性较差的特点,镁合金经常表现出较强的各向异性行为。本论文以此为研究对象,试验确定了五种镁合金板材的各向异性行为,通过试验数据与数学建模相结合的方法系统地研究了营口银河镁铝合金公司生产的AZ31B型镁合金板材在多种温度下的各向异性屈服行为,从而为使用量大、具有良好应用前景的镁合金板材的成形加工和数值仿真提供了可靠的理论依据。 基于对五种AZ31B镁合金板材的基本力学及成形性能的研究发现:不同的轧制工艺不必然导致板材的力学及成形性能的差异,但日本产镁合金材料因其具有较小的晶粒,使其屈服强度和抗拉强度明显优于其他板材。所研究的镁合金板除韩国浦项的各向异性行为不明显外,其他板材的力学性能都表现出了显著的各向异性特征。 对国内用量较大的营口银河AZ31B镁合金板材的进一步研究表明,该板材具有较强的各向异性塑性和弹性特征。通过对试验数据的拟合,确定了两种不同温度条件下,七种不同取向上的拉伸弹性模量和强化规律。此外,还从数值和算法方面对Cazacu和Barlat模型进行了表征,确定了基于单向拉伸试验数据提取该模型参数的方程系统,推导了求解该系统的Newton迭代算法,并进一步利用相关程序和数据,获得了与若干塑性应变水平对应的平面应力屈服准则。


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