超聲波對AZ31B鎂合金鑄軋溫度場影響的研究.pdf

1、鎂合金是一種新型的結(jié)構(gòu)材料,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、汽車、家電電器、手機(jī)、計算機(jī)以及其它電子設(shè)備制品中。鎂板帶的普通連續(xù)鑄軋雖然克服了傳統(tǒng)鎂板帶加工方法的缺點,具有能耗低、生產(chǎn)周期短、成材率高和加工成本低等優(yōu)點,然而該方法制備的鎂板帶枝晶網(wǎng)胞比較發(fā)達(dá),組織不均勻,晶粒粗大,影響了鎂板帶的力學(xué)性能和深加工性能。本文在鎂板帶普通連續(xù)鑄軋的基礎(chǔ)上,將超聲波引入到鎂板帶鑄軋中實現(xiàn)鎂板帶的超聲鑄軋,并應(yīng)用大型軟件ANSYS建立了三維鎂板帶超聲鑄軋的有

2、限元模型,對鑄軋過程溫度場進(jìn)行了模擬仿真,并且通過大量的實驗初步探討了鎂板帶超聲鑄軋各工藝參數(shù)的匹配關(guān)系,研究了各參數(shù)對鎂板帶凝固組織和力學(xué)性能的影響。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)分析了超聲波傳播的基本理論以及超聲波的空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)對金屬凝固組織的影響。
　　 (2)闡述了熱分析的基本理論,應(yīng)用ANSYS軟件建立了鎂板帶超聲鑄軋的三維有限元模型,研究了超聲波振動對鎂熔體與鑄嘴、側(cè)耳、軋輥和空氣之間傳熱系數(shù)的

3、影響,利用熱量轉(zhuǎn)化的方法來處理超聲波的熱效應(yīng),采用ANSYS提供的函數(shù)編輯器將超聲波振動函數(shù)成功轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的動態(tài)邊界條件,此外,還根據(jù)實驗的具體條件確定了超聲鑄軋過程的其他邊界條件。
　　 (3)利用有限元模擬軟件ANSYS對鎂板帶超聲鑄軋的溫度場進(jìn)行模擬仿真,得出了不同前箱溫度、鑄軋速度和超聲波功率下的溫度場分布規(guī)律。仿真結(jié)果顯示超聲波對溫度場有一定的影響,其合理前箱溫度為685℃～695℃,鑄軋速度為2.1m/min～2.5