双向挤压与螺旋复合变形有限元分析

以AZ31镁合金为研究对象,对双向挤压与螺旋复合变形模型进行工艺参数的数值模拟运算,分析工艺条件对AZ31镁合金在成型过程中等效应变和挤压力的影响。结果表明:双向挤压与螺旋复合变形可显著提高坯料变形过程的等效应变,随着挤压比的增加、挤压温度和挤压速度的升高,坯料所获得的等效应变值显著升高,双向挤压与螺旋复合变形AZ31镁合金的等效应变值可高达3.2。工艺条件的有限元分析为镁合金在双向挤压与螺旋复合变形的实际生产应用提供了重要参考价值。     

镁合金等径角挤压过程有限元模拟

通过等径角挤压可以细化镁合金晶粒。利用非线性有限元软件MSC.Marc对镁合金的ECAE变形过程进行有限元模拟,获得等效应变和等效应力分布规律,分析挤压力随变形时间的变化和摩擦对ECAE变形的影响。结果表明:挤压力-变形时间曲线可以分为快速增加阶段,慢速增加阶段和稳定阶段;等效应力分布很不均匀,模具拐角对应的区域等效应力最大;试样中部的等效应变值,大于顶部和底部;摩擦会导致变形不均匀。     

有限元分析等通道-螺旋挤压中螺旋参数的影响

对等通道挤压-螺旋成型模型进行数值模拟计算,分析转角剪切与旋转剪切对AZ31镁合金在成型过程中等效应力、应变和挤压力的影响。结果表明:经等通道挤压-螺旋成型后,随螺旋长度、螺旋角度和螺旋凹槽深度的增加,试样所获得的等效应变更大,分布更均匀,AZ31镁合金的塑性应变值最高达2.1;随螺旋长度、螺旋角度增加,试样获得的等效应力更大,但随螺旋凹槽深度的增加,等效应力无明显变化,在等通道的转角区和螺旋变形的旋转区出现明显的应力集中。     

镁合金往复挤压过程的有限元模拟

运用刚粘塑性有限元法对AZ31镁合金3道次往复挤压过程进行热力耦合数值模拟,模拟分析往复挤压过程的变形规律。结果表明:往复挤压过程中,大变形区主要集中在从动冲头一侧的紧缩区中贴近凹模内壁的区域以及细颈区中贴近凹模内壁的区域;随着挤压道次的增加,变形体的累积应变明显增大;细颈区中贴近凹模内壁处以及细颈区与主动冲头一侧紧缩区的交界处应力较大;温度场分布以细颈区为中心,从高到低在变形体形成温度梯度。     

热扭转变形对AZ80+0.4％Ce镁合金时效行为的影响

使用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80+0.4%Ce镁合金进行高温扭转试验,随后进行时效处理。扭转变形时变形量和应变速率与扭转试样半径呈正比关系,以此研究应变速率及应变量对后期时效效果的影响规律。结果表明:合金经扭转变形后晶粒得以细化,试样横截面形成梯度组织,边缘处的平均晶粒尺寸小于心部;AZ80+0.4%Ce镁合金时效初期,析出相较少,边缘与心部的差别不大;随时效时间的增加,边缘的第二相面积分数明显高于心部;峰值时效时,边缘第二相面积分数仍高于心部;在时效过程中边缘处的硬度值始终高于心部,说明高应变量及应变速率对细晶和时效强化起到促进作用。     

挤压AZ31镁合金冷锻变形的组织演化

对挤压态AZ31镁合金进行不同方向的室温冷锻变形,变形量分别为3%、6%、9%、15%和18%。研究变形量对冷锻变形组织中孪晶的形态与分布的影响规律。结果表明:在冷锻变形初期,平行挤压方向的试样,大部分晶粒内部出现大量的{101ˉ2}孪晶;垂直挤压方向的试样,内部少量粗大晶粒内出现{101ˉ2}拉伸孪晶;随着变形量的增加,平行挤压方向试样内部{101ˉ2}孪晶减少,狭长的压缩孪晶增加,垂直挤压方向试样内部压缩孪晶增加。此外,当变形量增加至18%时,两种类型试样的锻造裂纹均主要起源于长条晶界和压缩孪晶界处。     

AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ61B镁合金在温度为623K和673K,应变速率为0.01,0.1、1 s-1时,应变量为50%的高温塑性变形行为,以及热模拟后镁合金组织的变化进行了研究。分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能,结果表明:流变应力随应变速率的增加而增加,随应变温度的增加而减小;镁合金发生了动态再结晶,有大量细小等轴晶出现,探明了变形软化的主要机制是动态再结晶。     

镁合金负重轮成形工艺研究

根据镁合金负重轮的结构特点设计挤压毛坯图,对稀土AZ80镁合金进行热模拟实验得到本构方程,通过将得到的本构方程导入Deform/3D模拟软件对负重轮的成形过程进行数值模拟,根据模拟结果确定负重轮的成形工艺路线。在此基础上设计和制造不同工序所需模具,并进行挤压成形试验和性能测试,验证工艺的可靠性,为负重轮的发展提供了工艺参考依据。     

镁合金冲击变形行为的研究进展

综述国内外对镁合金在冲击载荷下的力学行为及变形时组织的演变规律现状,归纳和总结出镁合金冲击力学行为和显微组织演变机制。此外,指出了镁合金在冲击载荷下研究中的匮乏范围和未来在冲击载荷下镁合金的研究重点。     

某复杂盒体的挤压成形方案比较分析

针对一种非对称多筋盒体零件,设计3种不同形状的铝合金毛坯进行等温挤压,利用有限元模拟分析软件分别对其进行数值模拟,分析比较3种方案中的挤压结果、凸模的载荷-行程曲线、挤压过程中的缺陷、挤压件的等效应变-应力分布等因素,获得优化的挤压方案,并对模拟结果进行试验验证。结果表明,用带有凸起的曲面坯料进行挤压为最优方案,并获得理想的产品,验证了此方案可行。     

挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金电磁屏蔽性能的影响

通过采用DR-S02平面材料屏蔽效能测试仪,研究Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金的电磁屏蔽性能,比较不同挤压变形量的稀土镁合金的电磁屏蔽性能。结果表明,Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金具有优良的电磁屏蔽性能,通过挤压变形后,屏蔽性能有所改变。在低频段,热挤压对电磁屏蔽性能影响较小;在高频段,随着挤压程度的增加,电磁屏蔽性能逐渐提高。     

镁合金温变形后的组织与性能

研究了镁合金(Mg-3Al-lZn)铸棒在不同变形温度和变形程度下的组织演变过程和再结晶行为,并对不同变形条件下试样进行拉伸试验。结果表明:通过挤压变形及动态再结晶,可以显著的细化镁合金的晶粒,其晶粒尺寸可由铸态的约100μm减少到5μm;随变形温度的升高,合金的抗拉强度下降,到一定温度后,趋于稳定;在相同的变形程度下,随着变形温度的升高,晶粒有长大的趋势。     

高强变形镁合金的研究现状及展望

高强变形镁合金因其优异的力学性能和良好的应用前景,受到国内外广泛的关注和研究。综述高强变形镁合金的强韧化机理与新型合金体系的研究现状,介绍一些新型制备及加工工艺在变形镁合金中的应用,并指出未来高强变形镁合金研究的发展方向。     

退火态AZ31变形镁合金裂纹扩展的研究

在室温条件下,采用扫描电子显微镜-原位加载的方法对退火态AZ31镁合金进行原位拉伸试验,研究分析其裂纹演变机制。结果表明:退火态AZ31镁合金塑性变形初期,晶粒表面会产生凹凸起伏的褶皱抵抗外力作用;在之后的变形过程中,已开动滑移系的晶粒对未开动的晶粒产生力的作用,此外滑移线到达晶界引起晶界处应力集中,微裂纹在晶界处产生,并按微裂纹-大裂纹-晶间裂纹的方式扩展。     

基于应变分布均匀性的镁合金内环筋壳体旋转挤压成形工艺优化

以AZ80镁合金内环筋壳体为研究对象,针对一种新型旋转挤压成形工艺,通过有限元数值模拟研究热力耦合条件下成形过程中应变分布规律,以及在轴向、径向多运动复杂应力状态下工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体金属流动及应变分布均匀性的影响,获取最佳工艺参数组合。建立基于累计分布概率的应变均匀性评价指标,设计正交试验,研究不同工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体应变分布均匀性的影响。结果表明:轴向速度和旋转速度为应变分布均匀性的显著影响因素;最佳旋转挤压工艺参数,挤压温度为380℃,下压速度为0.001 m/s,凹模转速为1 rad/s,径向挤压速度为0.01 m/s。模拟结果与实际成形尺寸匹配良好,成形后的AZ80镁合金内环筋壳体尺寸精度合格,环筋尺寸及质量满足要求。     

镁合金薄壁锥壳有限元分析

采用铸造镁合金ZM5-T6材料,设计一种承受外压载荷环肋增强薄壁结构的尾锥壳体,应用有限元分析软件,在1～2 MPa外压范围内计算壳体结构的应力和变形,并计算其固有模态,分析结果对壳体结构方案的设计改进与优化具有一定指导作用。     

钨合金的静液挤压变形强化

本文首先对静液挤压钨合金的微观组织及力学性能进行了测试,然后通过定量金相实验对不同静液挤压变形量钨合金中钨颗粒的连接度进行了测试,得到了不同方向上钨颗粒有效连接度随挤压变形量的变化规律,指出在轴向上钨颗粒被拉长和钨颗粒有效连接度的减小是钨合金通过静液挤压工艺得以强化的主要因素.     

杆-杆型复合挤压过程模拟及其内部开裂缺陷的预测

采用刚塑性有限元法对杆－杆型复合挤压过程进行了数值模拟。在此基础上，对成形过程中的变形力进行了分析，并根据成形过程中的应力、应变场的变化，采用质点跟踪技术，运用韧性断裂准则，对金属变形时产生的内部开裂缺陷进行预测。实验结果表明，数值计算结果与实验结果较为吻合。此项研究对于实际生产中制订工艺及设计模具、提高产品质量方面具有指导性意义。     

基于FDM/FEM的镁合金挤压铸造温度场数值模拟

开发模拟挤压铸造凝固过程中温度场变化的有限差分/有限元计算模型,该模型包括凝固过程中的潜热释放。温度场模拟中采用交替隐式算法;应力场模拟中采用热粘弹塑性本构模型。为验证模型的正确性,对镁合金AM50A圆柱体实验件挤压铸造温度场变化过程进行模拟计算,模拟结果与实验结果基本一致。     

稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.01~10 s-1、温度为300~450℃的条件下,采用热机械模拟实验研究稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为。结果表明,温度和应变速率对流变应力的影响显著,随着试验温度的升高和应变速率的降低,流变应力减小。微合金化后镁合金的热压缩变形仍受热激活控制,可采用Z参数描述合金在高温压缩变形时的流变应力-应变行为。