AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究

采用Gleeble3500热模拟实验机进行了单向拉伸实验,分析了AZ31镁合金板材的力学性能;以此实验数据为基础,对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响;通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证。结果表明:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15 mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比能够达到2.5。模拟结果表明:模拟结果和实验结果具有良好的一致性;采用变压边力可以明显提高板材的冲压性能,极限拉深比将达到5.0。

镁合金板材温热冲压成形热力耦合数值模拟

采用Gleeble3500热模拟试验机进行单向拉伸试验,获取了材料的力学性能参数,分析了AZ31镁合金板材的力学性能特点.采用热力耦合技术对镁合金板材温热冲压过程中的温度场进行了数值模拟,研究了冲压过程中温度场的分布规律,并对差温拉延工艺进行了分析.结果表明:差温拉延工艺可以提高镁合金板材的温热成形性能;采用热力耦合技术的数值模拟更能反映AZ31镁合金板材的温度敏感特性.

AZ31镁合金板材温热冲压成形微观损伤分析

在Gurson损伤模型的基础上,采用有限元数值模拟与温热冲压实验的方法,对镁合金板材的温热冲压成形材料损伤过程进行了预测。采用单轴拉伸试验数据与数值迭代计算,确定了Gurson模型中所需要的材料参数。使用商用有限元软件ABAQUS模拟得到了镁合金板材温热冲压过程中微孔洞的演变及分布规律。研究结果表明,板材中微孔洞的分布与实验数据相吻合。因此,说明所提的方法可以应用于金属板材温热冲压成形性的预测。

镁合金板材温热冲压过程的各向异性损伤与失效分析

以连续损伤力学理论为基础,采用有限元数值模拟与试验结果进行对比的方法对镁合金板材的温热冲压成形中材料的损伤破坏情况进行预测。通过将各向异性屈服准则与各向异性损伤理论编入商业有限元软件ABAQUS的用户材料子程序VUMAT,模拟得到镁合金板材冲压成形过程中损伤量的演化规律。以冲压手机壳为例,针对板材的特性,提出将各向异性损伤张量转化为壳单元局部坐标系内损伤矢量的方法,有效表达不同区域失效情况。数值模拟结果表明,板材在不同温度下预测的断裂与失效结果与实际板材冲压试验的结果一致。因此,采用的各向异性损伤计算方法可以有效预测冲压过程中镁合金板材因各向异性损伤导致断裂失效的现象。

镁合金板件温热成形技术的几个新进展

介绍了镁合金薄壁板材的温热冲压成形技术、温热液压成形技术和局部热冲锻成形技术。与传统镁合金冲压成形在250℃以上温度不同,温热成形可以在105～170℃之间进行,筒形件温热成形时其极限拉深比可达1.4～2.6,可以满足大多数镁合金薄板件的成形需要。镁合金薄板温热成形工艺在电子器件外壳和汽车薄板件的生产方面具有很好的发展前景,可以取代压铸技术生产新一代优质的镁合金产品。温热液压成形技术适合生产数码相机壳等复杂形面的镁合金板件,有很好的应用前景。局部热冲锻成形技术可以成形局部带有凸台的镁合金薄板件,该技术使镁合金板件具有替代压铸件的技术优势。