基于GTN模型的鎂合金異形件SGMF工藝研究.pdf

1、室溫下鎂合金塑性低，沖壓成形困難。相比于傳統(tǒng)剛性模成形，板材固體顆粒介質(zhì)成形(Solid granules medium forming,縮寫SGMF)工藝中所采用的顆粒介質(zhì)具有流動性好、易密封和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提高板料成形極限。因此展開熱態(tài)下鎂合金復(fù)雜截面零件的固體顆粒成形對擴(kuò)展鎂合金的應(yīng)用具有重要意義。
　　板料在成形過程中是一個內(nèi)部損傷逐漸累積的過程，因此分析板料在成形過程中的損傷演化行為可以優(yōu)化工藝參數(shù)條件。GTN(Gr

2、uson-Tvergaard-Needleman)損傷模型可以將材料的宏觀拉伸過程與材料內(nèi)部損傷演化聯(lián)系起來，進(jìn)而分析和預(yù)測材料的斷裂行為。將GTN模型引入數(shù)值模擬中對后續(xù)的試驗、生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
　　通過鎂合金單向拉伸試驗，獲得了鎂合金真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。采用掃描電鏡對鎂合金拉伸后試樣斷口和頸縮位置進(jìn)行觀察分析，并將獲得的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線整理應(yīng)用到基于GTN模型的ABAQUS有限元軟件建立的單向拉伸模型中。結(jié)合有限元逆向法和圖像

3、分析法確定了GTN損傷模型所需要的參數(shù)。
　　采用試驗對鎂合金板材與模具、鎂合金板材與顆粒介質(zhì)之間摩擦系數(shù)進(jìn)行了研究，為數(shù)值模擬設(shè)定接觸條件提供了參考。建立了基于GTN損傷模型的鎂合金異形件固體顆粒介質(zhì)成形有限元模型。通過數(shù)值模擬不同摩擦系數(shù)和壓邊間隙工藝參數(shù)對板料損傷演化規(guī)律的影響。預(yù)測了成形過程中工件的破裂危險區(qū)域，確定了鎂合金異形件固體顆粒成形的最佳工藝參數(shù)。
　　通過試驗對異形件成形過程進(jìn)行研究，將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬