鎂合金板脈動液壓加載方式下成形規(guī)律的研究.pdf

1、鎂合金由于具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、良好的導(dǎo)熱性和電磁屏蔽效果等優(yōu)良特性,在軍工、航空航天、通信、汽車等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因鎂合金在常溫下的塑性變形能力較差,采用一般的冷成形技術(shù)加工得到的鎂合金零件不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的精度和質(zhì)量要求。脈動液壓成形是提高板材成形性能的一種有效方法。開展對鎂合金板脈動液壓加載方式下成形規(guī)律的研究,對擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用有重要意義。
　　采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法,研究了厚度為0.

2、6 mm的AZ31B鎂合金板脈動液壓加載方式下的成形規(guī)律。提出了一種產(chǎn)生脈動液壓力的方法,并利用該方法原理開發(fā)了一套板材脈動液壓成形試驗(yàn)裝置,對AZ31B鎂合金板進(jìn)行了脈動液壓成形的試驗(yàn)研究;利用 DYNAFORM軟件對不同加載方式和不同脈動參數(shù)下的AZ31B鎂合金板脈動液壓成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究;結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,對比分析了簡單線性加載、脈動加載、振幅和頻率對鎂合金成形件的最大脹形高度和壁厚均勻性的影響規(guī)律;探索確定了鎂

3、合金板脈動液壓成形的最佳成形參數(shù);研究了鎂合金板脈動液壓成形的主要失效形式。
　　研究結(jié)果表明:在相同的最大液壓力下,相對于簡單線性加載,脈動液壓加載能夠使鎂合金成形件具有更好的壁厚均勻性和更大的脹形高度,并且能夠延遲破裂的出現(xiàn),有效地提高了鎂合金板的成形性能和極限成形能力;在鎂合金板脈動液壓成形過程中,振幅越大,成形件壁厚均勻性越好,但最大脹形高度越小;頻率越大,壁厚均勻性越好,但當(dāng)頻率超過一定值時(shí),壁厚均勻性不再隨頻率發(fā)生變化

4、,并且無論振幅為多大,當(dāng)頻率f=50時(shí),得到的最大脹形高度值最大;提出的新評價(jià)指標(biāo)k準(zhǔn)確反映了鎂合金成形件的綜合成形性能,利用新的評價(jià)指標(biāo)k確定振幅A=2 MPa和頻率f=60作為鎂合金板脈動液壓成形的最佳脈動成形參數(shù);鎂合金板脈動液壓成形過程中,破裂失效是主要的失效形式,在極少數(shù)情況下出現(xiàn)輕微起皺現(xiàn)象,其破裂形態(tài)主要有‘8’字形、‘口’字形和‘O’字形三種,其中在變形區(qū)的‘8’字形破裂形狀具有普遍性,并且破裂最開始一般出現(xiàn)在頂部中心。