鎂合金管材熱態(tài)內(nèi)壓成形失穩(wěn)行為研究.pdf

1、TK121國際圖書分類號:536.08工學博士學位論文鎂合金管材熱態(tài)內(nèi)壓成形失穩(wěn)行為研究博士研究生：湯澤軍導師：苑世劍申請學位：工學博士學科、專業(yè)：材料加工工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：2010年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學國內(nèi)圖書分類號：摘要摘要管材熱態(tài)內(nèi)壓成形是將模具和管材預熱到溫熱狀態(tài)，然后按照給定的加載路徑把管材成形為所需形狀的零件。它可以實現(xiàn)室溫塑性低比強度高的輕質(zhì)材料管材的成形，從而進一步減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。本文建

2、立了AZ31B鎂合金管材在150℃~300℃溫度范圍內(nèi)的本構(gòu)模型，提出并建立了預測管材軸向起皺時臨界應力的理論模型，研究了AZ31B鎂合金管材在起皺過程中的應力應變狀態(tài)、皺紋幾何形狀和壁厚分布變化規(guī)律，研究了溫度、截面預成形和軸向補料預成形對AZ31B鎂合金管材破裂的影響規(guī)律，分析了在管材熱態(tài)內(nèi)壓成形過程中使用起皺件作為預成形坯及采用差溫成形非均勻壁厚鎂合金管材的變形機理。從室溫至300℃溫度區(qū)間、應變速率從0.001s1到0.1s1的

3、條件下對AZ31B鎂合金無縫擠壓管材進行了軸向拉伸試驗。結(jié)果表明：隨溫度升高或應變速率降低，鎂合金管材的屈服強度和抗拉強度降低，總延伸率增加，均勻延伸率先增大后減小，在175℃或在0.01s1的應變速率下達到相對最大值。采用Beckofen方程擬合得到了AZ31B鎂合金管材的本構(gòu)方程，該方程可體現(xiàn)鎂合金管材流動應力隨溫度升高而下降的趨勢。建立了管材在內(nèi)高壓成形過程中發(fā)生軸對稱起皺失穩(wěn)時臨界軸向應力的數(shù)學模型，該模型能綜合反映內(nèi)壓及應力比

4、、管材幾何尺寸及材料性能、溫度場等對臨界起皺應力的影響。參數(shù)分析的結(jié)果表明：當臨界起皺應力函數(shù)在可發(fā)生起皺的應力比上限值處的偏導數(shù)為正時，臨界起皺應力將隨應力比的增大或內(nèi)壓的減小而增大，當該偏導數(shù)為負時，臨界起皺應力將先減小后增大。當屈服強度和簡化模量的相對變化量為負時，臨界起皺應力將隨之減小，當該相對變化量為正時，臨界起皺應力將隨之增大。研究了不同內(nèi)壓、不同補料量和不同溫度下AZ31B鎂合金管材起皺過程中的皺紋形狀和幾何尺寸、起皺位置