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镁合金拼焊板冲压成形性能研究

作　者: 钱芳
导　师: 王忠堂
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 镁合金拼焊板冲压成形数值模拟
分类号: TG386.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 130次
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内容摘要

镁合金具有密度低,比强度高,电磁屏蔽效果好等特点;拼焊板由于装配数量少,安装程序简单、可改善部件抗冲击能力,降低材料成本等优点,目前已开始应用于汽车等装备制造行业,综合镁合金和拼焊板的优点,本文对镁合金拼焊板的制备及冲压性能进行了理论和实验研究,具体包括以下几个方面。①采用交流氩弧焊方法得到了相同厚度的镁合金拼焊板,对其进行了力学性能测试,发现拼焊板在平行于焊缝方向上的力学性能要明显优于垂直焊缝方向,在230℃时AZ31-AZ80焊缝的抗拉强度可达104MPa,延伸率达到21%。②运用Msc.Marc有限元模拟软件对筒形件及手机壳形件的冲压成形进行了数值模拟,得到AZ31-AZ80镁合金拼焊板筒形件成形过程中焊缝移动规律,并确定了合理的工艺参数。③通过板材冲压实验,获得了质量较好的镁合金拼焊板筒形件及手机壳形件。对于相同材料的拼焊板,焊缝不发生偏移,且AZ31-AZ31拼焊板的成形性能要明显优于AZ80-AZ80拼焊板;对于不同材料的AZ31-AZ80拼焊板,其焊缝在冲压过程中发生偏移,其规律与模拟结果完全一致。④实验还得到成形温度、冲头速度、凸凹模圆角半径及摩擦系数等工艺参数对拼焊板筒形件焊缝移动情况的影响。结合模拟结果确定最佳工艺参数范围为:成形温度200～230℃;冲头速度在0.05～0.1mm/s;凸凹模圆角半径8～10mm。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-37
  1.1 镁合金的开发  13-14
    1.1.1 引言  13
    1.1.2 镁合金的性质  13-14
  1.2 镁合金的应用  14-17
    1.2.1 镁合金在航空航天领域的应用  14-15
    1.2.2 镁合金在汽车工业的应用  15-16
    1.2.3 镁合金在电子产业中的应用  16-17
  1.3 镁合金的塑性成形  17-19
  1.4 镁合金板料冲压成形研究现状  19-22
    1.4.1 镁合金筒形件拉深  19-20
    1.4.2 镁合金板材温热拉深  20
    1.4.3 镁合金不规则件成形  20-22
  1.5 镁合金的焊接  22-30
    1.5.1 镁合金的焊接性  22-24
    1.5.2 镁合金的焊接工艺  24-26
    1.5.3 镁合金的焊接方法  26-30
  1.6 拼焊板技术  30-35
    1.6.1 拼焊板产业背景  30-31
    1.6.2 拼焊板的成形特点  31-32
    1.6.3 国内外研究现状  32-34
    1.6.4 拼焊板冲压成形在汽车工业的应用与研究  34-35
  1.7 课题研究的目地、意义及主要研究内容  35-37
第2章弹塑性有限元理论数值模型的建立  37-46
  2.1 引言  37
  2.2 有限元理论  37-40
    2.2.1 有限元法介绍  37-39
    2.2.2 有限元法的分类  39-40
  2.3 MARC 软件  40-42
    2.3.1 MARC 软件历史  40-41
    2.3.2 MARC 软件的特点  41-42
    2.3.3 MARC 软件的使用环境  42
  2.4 拼焊板冲压成形过程模型的建立  42-45
    2.4.1 网格划分  43
    2.4.2 材料模型的建立  43-44
    2.4.3 接触体的定义  44-45
    2.4.4 边界条件的定义  45
  2.5 本章小结  45-46
第3章镁合金拼焊板的制备及性能实验  46-59
  3.1 拼焊板的制备  46-47
  3.2 热处理实验  47-48
    3.2.1 实验目的  47
    3.2.2 实验设备  47
    3.2.3 实验步骤  47-48
  3.3 金相实验  48-50
    3.3.1 实验目的  48
    3.3.2 实验步骤  48
    3.3.3 实验结果与分析  48-50
    3.3.4 焊接缺陷及其防止  50
  3.4 力学性能测试实验  50-55
    3.4.1 引言  50
    3.4.2 试验设备  50-51
    3.4.3 实验步骤  51-52
    3.4.4 实验结果及分析  52-55
  3.5 断口扫描  55-57
    3.5.1 实验目的  55
    3.5.2 实验步骤  55-56
    3.5.3 实验结果与分析  56-57
  3.6 本章小结  57-59
第4章镁合金拼焊板冲压成形数值模拟  59-75
  4.1 引言  59-60
  4.2 镁合金拼焊板筒形件冲压成形过程模拟结果  60-65
    4.2.1 模拟成形的工艺参数确定  60-63
    4.2.2 焊缝移动规律  63-65
  4.3 工艺参数对筒形件焊缝成形的影响  65-71
    4.3.1 成形温度的影响  65-66
    4.3.2 冲头速度的影响  66-67
    4.3.3 凸模圆角半径的影响  67-68
    4.3.4 凹模圆角半径的影响  68-69
    4.3.5 凸模与板料间摩擦系数的影响  69-70
    4.3.6 凹模与板料间摩擦系数的影响  70-71
  4.4 镁合金拼焊板手机壳形件冲压成形模拟结果  71-73
  4.5 本章小结  73-75
第5章镁合金拼焊板冲压成形实验研究  75-88
  5.1 前言  75
  5.2 实验方案  75-77
    5.2.1 实验工艺  75-76
    5.2.2 实验设备  76
    5.2.3 模具结构  76-77
  5.3 同种材料镁合金拼焊板冲压成形件  77-79
    5.3.1 AZ31-AZ31 拼焊板  77-78
    5.3.2 AZ80-AZ80 拼焊板  78-79
  5.4 异种材料拼焊板冲压成形件  79-86
    5.4.1 焊缝移动规律的验证  79-81
    5.4.2 不同成形温度时的冲压结果  81-82
    5.4.3 不同凸模圆角时的冲压结果  82-83
    5.4.4 不同润滑条件下的成形结果  83-84
    5.4.5 极限拉深时的成形件  84
    5.4.6 手机壳形件冲压结果  84-86
  5.5 本章小结  86-88
结论  88-89
参考文献  89-95
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  95-96
致谢  96

镁合金拼焊板冲压成形性能研究

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