基于應(yīng)用的鎂合金型材有限元分析及其成型模具參數(shù)設(shè)計(jì).pdf

1、本文圍繞天津東義鎂制品股份有限公司鎂合金產(chǎn)品開發(fā)及擠壓生產(chǎn)中遇到的問題,以AZ31B鎂合金型材為研究對象,并以目前非常成熟的6063鋁合金型材在列車行李架上的應(yīng)用為工程背景,完成了AZ31B鎂合金替換6063鋁合金的有限元分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上以均勻分配應(yīng)力、減輕型材重量、降低加工難度和提高擠壓模具壽命為目標(biāo),提出行李架結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。最后,借助金屬塑性分析軟件,分析在AZ31B鎂合金熱擠壓成型過程中,改變模具結(jié)構(gòu)及尺寸形狀后帶來的應(yīng)

2、力場、溫度場、應(yīng)變場及擠壓力曲線變化的關(guān)系,設(shè)計(jì)成型模具的合理參數(shù),為鎂合金的熱擠壓工藝過程提供理論指導(dǎo)。全文研究內(nèi)容及結(jié)論概括如下:
　　根據(jù)動車行李架使用需求,提出了行李架強(qiáng)度分析計(jì)算準(zhǔn)則。以天津東義鎂制品股份有限公司生產(chǎn)的AZ31B鎂合金為研究對象,完成了AZ31B鎂合金材料的拉伸、彎曲、壓縮及沖擊韌性性能測試,為有限元強(qiáng)度分析提供數(shù)據(jù)支持。
　　在行李架強(qiáng)度分析方面:借助ANSYS有限元軟件,按照現(xiàn)有動車行李架結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行三維實(shí)體建模,根據(jù)列車行李架實(shí)際工況加載載荷和添加約束條件,進(jìn)行6063鋁合金行李架的有限元分析,最終通過該鋁合金行李架的試驗(yàn)測試,驗(yàn)證了有限元分析方法的正確性。在此基礎(chǔ)上,通過對AZ31B鎂合金行李架的有限元強(qiáng)度分析,得到了AZ31B鎂合金型材可以應(yīng)用于動車行李架的結(jié)論。
　　在鎂合金型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面:以均勻化應(yīng)力分布、減輕型材重量和降低加工難度和提高擠壓模具壽命為目標(biāo),建立一系列不同截面的行李架前型材結(jié)構(gòu)模型。運(yùn)用有限元方法

4、,對改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析,得到了AZ31B鎂合金型材的更合理的結(jié)構(gòu)形式。
　　在成型模具參數(shù)設(shè)計(jì)方面:以行李架前型材為擠壓對象,參照鋁合金擠壓模具設(shè)計(jì)的原則,設(shè)計(jì)鎂合金平面分流擠壓模具。運(yùn)用DEFORM金屬塑性分析軟件,對AZ31B鎂合金型材熱擠壓工藝過程進(jìn)行分析,得到鎂合金擠壓工藝參數(shù)(擠壓速度,擠壓溫度,擠壓比等)與模具應(yīng)力場、溫度場及應(yīng)變場之間的變化關(guān)系,通過改變成型模具設(shè)計(jì)參數(shù)(焊合室高度,焊合角大小,圓角半徑及添加阻