鎂合金溫?zé)岣咚俾首冃涡袨榧皺C(jī)理研究.pdf

1、作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金由于其高的比強(qiáng)度、比剛度，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱以及減震性能，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、通訊電子以及國(guó)防軍工等重要領(lǐng)域。而室溫下鎂合金塑性較差，限制了鎂合金板材塑性成形的工藝應(yīng)用。溫?zé)岣咚俾食尚慰捎行岣咻p質(zhì)、難成形材料成形性能。為此，本文在國(guó)家自然科學(xué)基金資助下，對(duì)鎂合金溫?zé)岣咚俾食尚蔚谋緲?gòu)和失效模型、變形與失效行為、成形極限以及斷裂機(jī)理等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為鎂合金溫?zé)犭姶艔?fù)合成形新工藝提供理論依據(jù)。

2、　　通過對(duì)AZ31B鎂合金試樣準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)和Hopkinson拉桿動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，獲得了準(zhǔn)靜態(tài)與不同溫度下高應(yīng)變速率應(yīng)力應(yīng)變曲線。研究了鎂合金材料在不同溫度和不同應(yīng)變速率下的力學(xué)特性。研究結(jié)果表明：溫度和應(yīng)變速率將會(huì)增加鎂合金材料動(dòng)態(tài)軟化效應(yīng)，并且高應(yīng)變速率下，材料產(chǎn)生絕熱溫升，隨著塑性應(yīng)變?cè)黾樱牧辖^熱溫升增大，而絕熱溫升增加會(huì)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能將會(huì)產(chǎn)生影響。
　　基于帶加熱的鎂合金高速率動(dòng)態(tài)Hopkinson拉桿實(shí)驗(yàn)，采用宏

3、觀和微觀相結(jié)合的方法，考察了鎂合金在不同溫度、不同應(yīng)變速率下變形和失效行為，探討了溫度和應(yīng)變速率對(duì)斷口形貌以及對(duì)微觀組織的影響規(guī)律，分析了鎂合金在溫?zé)岣邞?yīng)變速率下的變形和斷裂機(jī)理。
　　通過光滑圓棒試樣和不同切口半徑圓棒試樣準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試樣的斷裂應(yīng)變主要取決于應(yīng)力三軸度，并且隨著應(yīng)力三軸度逐漸增加，斷裂應(yīng)變逐漸減小，隨著溫度和應(yīng)變速率的增加，斷裂應(yīng)變逐漸增加。通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法建立了斷裂應(yīng)變與應(yīng)力三軸度的關(guān)系。

4、
　　通過準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)、高溫動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)和數(shù)值模擬仿真相結(jié)合的方法，建立了AZ31B鎂合金在不同溫度與高應(yīng)變速率下的JC本構(gòu)模型和失效模型。將獲得的JC本構(gòu)與失效模型用于鎂合金板料在不同溫度下的電磁成形過程模擬，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，表明了建立的AZ31B鎂合金JC本構(gòu)與失效模型能夠較好的描述和預(yù)測(cè)板料溫?zé)犭姶懦尚闻c失效行為。
　　基于電場(chǎng)、磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)有限元分析理論以及電磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)的耦合方法，分別建立了基于勻壓力線圈

5、、平面螺旋線圈以及平面螺旋線圈結(jié)合驅(qū)動(dòng)片的電磁場(chǎng)模型和結(jié)構(gòu)場(chǎng)模型。詳細(xì)分析了在不同線圈以及驅(qū)動(dòng)片作用下，鎂合金板料電磁成形過程，獲得了不同線圈下鎂合金板料的磁場(chǎng)力分布、塑性應(yīng)變分布以及變形輪廓特征，得到了鎂合金板料在不同線圈以及驅(qū)動(dòng)片作用下的成形規(guī)律，并且詳細(xì)討論了在勻壓力線圈下溫度對(duì)鎂合金板料脹形高度的影響規(guī)律。
　　基于JC本構(gòu)模型和失效模型對(duì)AZ31B鎂合金板料在不同溫度下的電磁成形極限進(jìn)行了計(jì)算分析，構(gòu)建了鎂合金溫?zé)岣咚俾?/p>