镁基复合材料及其制备工艺研究现状与展望

镁及镁合金是当前最轻的金属结构材料,但由于强度、耐磨性以及耐高温能力不足,限制了其在工程领域的广泛应用。镁基复合材料是目前提高镁合金力学性能并实现工业化的重要途径之一,它在保留镁合金优点的同时可以克服上述缺点。本文根据镁基复合材料在制备过程中常见的增强相按其形式进行分类,阐述了其各自的增强机制,同时结合制备工艺与模拟研究,介绍了镁基复合材料研究现状,并对其未来发展趋势和研究方向进行了展望。

基于Dynaform有限元分析的挡泥板成形工艺

为研究农用拖拉机挡泥板在弯曲成形过程中的起皱影响因素,采用了Dynaform有限元分析软件模拟研究了不同材料、厚度及有无拉延筋等情况,并进行了分析对比。结果表明:分别使用铝合金6061、镀锌钢DQSK、低碳钢B170P1作为板料进行弯曲时,出现了不同程度的起皱情况,其中铝合金6061几乎没有起皱和破裂,低碳钢B170P1比镀锌钢DQSK起皱少,但是两者均有不同程度的破裂;在相同材料的基础上适当的增加材料厚度,能够减少起皱与破裂;模拟结果表明拉延筋能够极大程度地减少起皱与破裂。实验可为有效减少和避免起皱与破裂、提高农用拖拉机挡泥板的使用性能及寿命提供参考。

基于有限元的农用拖拉机挡泥板弯曲成形分析及优化

借助DYNAFORM有限元软件建立农用拖拉机挡泥板弯曲成形的有限元模型,分析厚度、压边力、冲压速度、摩擦系数和凹凸模间隙对其弯曲回弹的影响规律,研究6061铝合金农用拖拉机挡泥板的回弹问题。在数值模拟的基础上,通过正交优化分析得出:在一定范围内,农用拖拉机挡泥板的回弹量与厚度、压边力、冲压速度、摩擦系数呈现负相关关系,与凸凹模间隙呈现先负后正相关关系;影响回弹量的因素排列次序为压边力、凹凸模间隙、厚度、摩擦系数、冲压速度;最优参数组合为厚度2 mm,压边力300 kN,冲压速度5000 mm∙s-1,摩擦系数0.65及凹凸模间隙1.65 mm。同时,基于工艺参数优化,采用等效拉延筋和回弹补偿策略共同控制该制件的回弹,结果分析表明:等效拉延筋起到降低回弹程度的作用;回弹补偿策略能够有效地减小回弹量。本项研究表明,采用工艺参数控制法、等效拉延筋法和回弹补偿策略能够有效地控制农用拖拉机挡泥板的弯曲回弹程度,为挡泥板实际生产加工过程提供坚实的理论基础与可靠的数值依据。

基于有限元的AZ31镁合金手机壳成形工艺优化

为解决镁合金手机壳冲压成形中的起皱、破裂等问题,改善冲压件的成形质量,获得最优的工艺参数组合,使用Dynaform软件对AZ31镁合金手机壳进行可成形性快速评估,结合起皱判断条件,发现AZ31镁合金手机壳容易发生起皱且起皱不可避免。采用以最大增厚率为评价指标的正交试验法,通过调节板料成形过程中压边力、冲压速度、摩擦系数和阻力系数等主要工艺参数得到不同的模拟结果。结果分析表明,各因素的影响大小为阻力系数>冲压速度>摩擦系数>压边力。模拟仿真得到质量最优的AZ31镁合金手机壳工艺参数组合:压边力为42 000 N、冲压速度为1 000 mm·s^(-1)、摩擦系数为0.125、阻力系数为0.2。研究可为冲压成形出质量优良的镁合金手机壳提供坚实的理论基础与可靠的数值依据。

基于PCL的点云数据粗配准算法研究

传统ICP算法精度受点云初始位姿影响较大,收敛速度慢,不能满足精细化点云建模的要求。基于此问题,通过基于快速点特征直方图的采样一致性配准方法进行粗配准。首先将两帧待配准点云进行体素滤波,其次进行表面法向量估计并计算关键点的PFPH特征,然后运用采样一致性算法得到最优变换,最后在此基础上再进行ICP配准。实验表明,该方法能有效改善配准精度和收敛速率。

第二相颗粒体积分数对AZ31镁合金微观组织影响的相场模拟研究

为研究第二相颗粒体积分数对于AZ31镁合金微观组织的影响,采用相场法模拟研究了350℃退火温度下AZ31镁合金微观组织的变化。研究结果表明:第二相颗粒的引入会使得材料微观组织产生相应程度的细晶强化,并且这种强化现象会随着第二相颗粒体积分数的升高而逐渐明显直至趋于稳定;第二相颗粒尺寸大小r为2μm时,颗粒体积分数对于晶界的钉扎作用存在极小、极大临界值,分别为f_(min) 0.5%、f_(max) 40%。且体积分数临界值与其尺寸大小呈正相关。并将模拟结果与实验结果进行对照,两者相吻合。