镁合金板辊弯成形回弹预测研究

作     者：暴杰 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：阎昱;李超

授予年度：2021年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：镁合金 拉压不对称性 辊弯成形 回弹 

摘      要：近年来,国内外对金属塑性成形领域的研究日益深入,随着新工艺、新材料的不断出现,对各类金属板料成形的要求也日渐提高。镁合金因具有密度低、比强度高、比刚度高、阻尼减震性高、导热性高、易回收等优点,在航空航天、汽车制造、装备制造等领域发挥着越来越重要的作用,镁合金所特有的极其明显的拉压不对称性逐渐成为镁合金塑性成形工艺研究的热点问题。本课题针对AZ31B镁合金板材,通过单向拉伸、单向压缩、双向拉伸等力学性能试验获得其力学性能数据,对力学性能试验进行有限元仿真,验证了仿真结果的准确性。由Hill48屈服准则的应力各向异性数据求解方法和变形各向异性数据求解方法提出改进的4参数求解方法与5参数求解方法,并根据AZ31B镁合金的单向拉伸试验与单向压缩试验结果进行求解,获得材料的各向异性参数,验证其屈服轨迹的外凸性,并探究拉压不对称性对Hill48屈服准则的影响。设计循环加-卸载试验,验证循环加-卸载对材料延伸率和弹性模量的影响。开展三点弯曲试验和辊弯成形试验,研究AZ31B镁合金在弯曲时拉伸和压缩性能的差异对回弹产生的影响。针对因材料拉压不对称性而造成回弹预测误差的现象,创新性地提出将试件模型以板料中性层为界,在厚度方向上分为两个部分,对试件弯角区域内外两侧分别赋予压缩力学性能数据与拉伸力学性能数据,并分析这种方法在两种弯曲试验中对仿真回弹预测的影响。进行不同角度的三点弯曲试验和辊弯成形试验,并与仿真结果对比分析,发现上述仿真方法的回弹预测精度显著高于单纯以材料单向拉伸力学性能进行的仿真,为将来镁合金塑性成形工艺的弯曲回弹预测提供有效的新思路。