论文部分内容阅读
近年来,随着降低能耗和环保要求的提出,轻量化已成为现代机械设计重要指标。镁合金以其质轻、易回收等优点成为最具竞争力和具有广泛应用前景的轻金属材料之一。镁合金板材温热冲压成形工艺可提高生产效率和产品合格率而备受关注,但冲压过程中易产生回弹、破裂现象,因此对于镁合金的温热成形冲压工艺研究仍然是一个热门课题。本文基于实验法、理论解析法和有限元法,针对AZ31镁合金板材温热冲压成形极限和回弹问题展开研究。成形极限研究包括成形极限图(FLD)研究和成形极限应力图(FLSD)研究。本文首先设计了成形极限实验冲压模具,完成了从150℃至250℃温度下的成形极限实验,并获得了150℃、200℃和250℃温度下的FLD曲线;然后基于实验数据,得到了不同温度下FLD曲线理论计算模型;最后基于实验数据,应用Hill’48屈服准则和Swift分散性失稳准则,将FLD转换得到了相应的FLSD,为镁合金板材温热成形性能提供了判别依据。采用实验和有限元模拟方法研究了温热条件下U形件冲压回弹。设计了U形冲压模具,在150℃-300℃范围内开展了等温和差温U形冲压回弹实验,获得了各工况下的回弹角。基于CAZACU_BARLAT本构模型描述AZ31镁合金板材拉压不对称性特征,基于实验数据拟合得到了材料模型参数,将本构模型引入有限元软件LS-DYNA,模拟了等温条件下的回弹。结果表明回弹随温度的升高而减小,随模具温差的增大而增大。通过本文的研究,有助于研究镁合金温热冲压成形规律,从而进一步拓宽镁合金的应用。