镁合金型材绕弯成形理论与工艺

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 结构件轻量化的实现方法 2
1.2.1 轻量化结构件的结构设计 2
1.2.2 轻量化结构件的材料选择 2
1.3 轻量化结构件弯曲工艺及研究现状 4
1.3.1 滚弯成形 4
1.3.2 压弯成形 8
1.3.3 拉弯成形 9
1.3.4 绕弯成形 11
1.3.5 辊压成形 12
1.4 镁合金塑性成形理论及其弯曲工艺 13
1.4.1 镁合金的特点及分类 13
1.4.2 镁合金的滑移 17
1.4.3 镁合金的孪生 19
1.4.4 镁合金弯曲工艺 20
1.5 有限元法在金属材料弯曲成形中的应用 23
第2章 镁合金型材张力绕弯成形原理 26
2.1 引言 26
2.2 张力绕弯成形工艺原理 26
2.3 张力绕弯成形变形过程分析 28
2.3.1 弹性变形阶段分析 29
2.3.2 弹塑性变形阶段分析 29
2.3.3 纯塑性变形阶段分析 30
2.4 张力绕弯成形工艺的力学分析 30
2.4.1 基本假设 30
2.4.2 张力绕弯过程力学分析 31
2.4.3 型材张力绕弯过程应力应变状态分析 32
2.4.4 型材张力绕弯成形回弹分析 36
第3章 镁合金型材温热张力绕弯成形数值模拟 37
3.1 引言 37
3.2 弯曲成形有限元模拟的关键技术 37
3.2.1 材料模型和单元类型 38
3.2.2 接触条件和摩擦模型 39
3.2.3 加载和卸载 40
3.2.4 求解算法 41
3.2.5 热力耦合 42
3.3 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形的有限元模拟 43
3.3.1 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形的有限元模型的建立 43
3.3.2 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形的应力场变化规律 50
3.3.3 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形的应变场变化规律 53
3.3.4 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形的温度场变化规律 57
3.3.5 温热张力绕弯成形简单截面镁合金型材回弹的变化规律 59
3.4 简单截面镁合金型材局部加热张力绕弯成形的有限元模拟 63
3.4.1 简单截面镁合金型材局部加热张力绕弯成形的有限元模型的建立 64
3.4.2 局部加热方式对简单截面镁合金型材张力绕弯成形模拟的影响 69
3.4.3 弯曲温度对简单截面镁合金型材局部加热张力绕弯成形模拟的影响 77
3.4.4 预拉伸量对简单截面镁合金型材局部加热张力绕弯成形模拟的影响 82
3.5 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯成形的有限元模拟 91
3.5.1 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯成形有限元模型的建立 91
3.5.2 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯成形的应力场 93
3.5.3 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯成形的应变场 95
3.5.4 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯成形的温度场 99
3.5.5 工艺参数对复杂截面镁合金型材回弹角的影响 102
3.5.6 工艺参数对复杂截面镁合金型材几何精度的影响 103
第4章 镁合金型材温热张力绕弯成形设备研制 106
4.1 引言 106
4.2 简单截面型材温热张力绕弯成形试验机设计与制造 106
4.2.1 整体设计方案 106
4.2.2 动力系统设计 107
4.2.3 张力系统设计 112
4.2.4 模具设计 115
4.2.5 加热系统设计 117
4.2.6 控制系统设计 118
4.3 简单截面型材温热张力绕弯成形试验机优化及改进 119
4.3.1 弯曲模优化及改进 119
4.3.2 拉伸张力夹持夹头优化及改进 120
4.3.3 加热设备优化及改进 120
4.3.4 控制装置优化及改进 122
4.4 复杂截面型材温热张力绕弯成形试验机设计与制造 123
4.4.1 复杂截面型材温热张力绕弯成形装置的整体结构 123
4.4.2 复杂截面型材温热张力绕弯成形装置关键部件的设计 125
4.4.3 复杂截面型材温热张力绕弯成形装置的控制机构及工艺参数的在线检测 128
第5章 简单截面镁合金型材温热张力绕弯成形工艺 130
5.1 实验材料及方法 130
5.1.1 实验材料 130
5.1.2 实验方法及设备 131
5.2 简单截面AZ31镁合金型材单向拉伸组织 134
5.2.1 简单截面AZ31镁合金单向拉伸试样组织演变规律 134
5.2.2 简单截面AZ31镁合金单向拉伸试样断口分析 136
5.3 成形温度对温热张力绕弯成形U形AZ31镁合金型材几何精度的影响 137
5.3.1 成形温度对回弹角的影响 137
5.3.2 成形温度对弯曲半径的影响 138
5.4 预拉伸量对温热张力绕弯成形U形AZ31镁合金型材几何精度的影响 139
5.4.1 预拉伸量对回弹角的影响 139
5.4.2 预拉伸量对弯曲半径的影响 141
5.5 弯曲角度对温热张力绕弯成形U形AZ31镁合金型材几何精度的影响 141
5.5.1 弯曲角度对回弹角的影响 141
5.5.2 弯曲角度对弯曲半径的影响 142
5.6 温热张力绕弯成形U形AZ31镁合金型材微观组织演变规律 143
5.6.1 成形温度对弯曲型材微观组织的影响 143
5.6.2 不同弯曲位置金相组织变化 143
5.7 实验与模拟结果讨论 146
第6章 复杂截面镁合金型材温热张力绕弯的成形规律 147
6.1 实验材料与方法 147
6.1.1 实验材料 147
6.1.2 实验方法 148
6.2 温热张力绕弯成形复杂截面AZ31镁合金型材回弹角的变化规律 149
6.2.1 回弹角与成形温度的关系 149
6.2.2 回弹角与弯曲角度的关系 150
6.2.3 回弹角与预拉伸量的关系 151
6.3 温热张力绕弯成形复杂截面AZ31镁合金型材弯曲半径的变化规律 152
6.3.1 成形温度对弯曲半径的影响规律 153
6.3.2 弯曲角度对弯曲半径的影响规律 154
6.3.3 预拉伸量对弯曲半径的影响规律 156
6.4 温热张力绕弯成形复杂截面AZ31镁合金型材几何尺寸的变化规律 157
6.4.1 成形温度对型材尺寸变化的分析 158
6.4.2 弯曲角度对型材尺寸变化的分析 159
6.4.3 预拉伸量对型材尺寸变化的分析 160
6.5 温热张力绕弯成形复杂截面AZ31镁合金型材微观组织的演变规律 162
6.5.1 微观组织分析 162
6.5.2 XRD衍射分析 164
6.5.3 微观织构分析 164
参考文献 169
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