目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 結(jié)構(gòu)件輕量化的實(shí)現(xiàn)方法 2
1.2.1 輕量化結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2
1.2.2 輕量化結(jié)構(gòu)件的材料選擇 2
1.3 輕量化結(jié)構(gòu)件彎曲工藝及研究現(xiàn)狀 4
1.3.1 滾彎成形 4
1.3.2 壓彎成形 8
1.3.3 拉彎成形 9
1.3.4 繞彎成形 11
1.3.5 輥壓成形 12
1.4 鎂合金塑性成形理論及其彎曲工藝 13
1.4.1 鎂合金的特點(diǎn)及分類 13
1.4.2 鎂合金的滑移 17
1.4.3 鎂合金的孿生 19
1.4.4 鎂合金彎曲工藝 20
1.5 有限元法在金屬材料彎曲成形中的應(yīng)用 23
第2章 鎂合金型材張力繞彎成形原理 26
2.1 引言 26
2.2 張力繞彎成形工藝原理 26
2.3 張力繞彎成形變形過程分析 28
2.3.1 彈性變形階段分析 29
2.3.2 彈塑性變形階段分析 29
2.3.3 純塑性變形階段分析 30
2.4 張力繞彎成形工藝的力學(xué)分析 30
2.4.1 基本假設(shè) 30
2.4.2 張力繞彎過程力學(xué)分析 31
2.4.3 型材張力繞彎過程應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析 32
2.4.4 型材張力繞彎成形回彈分析 36
第3章 鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形數(shù)值模擬 37
3.1 引言 37
3.2 彎曲成形有限元模擬的關(guān)鍵技術(shù) 37
3.2.1 材料模型和單元類型 38
3.2.2 接觸條件和摩擦模型 39
3.2.3 加載和卸載 40
3.2.4 求解算法 41
3.2.5 熱力耦合 42
3.3 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的有限元模擬 43
3.3.1 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的有限元模型的建立 43
3.3.2 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的應(yīng)力場變化規(guī)律 50
3.3.3 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的應(yīng)變場變化規(guī)律 53
3.3.4 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的溫度場變化規(guī)律 57
3.3.5 溫?zé)釓埩�繞彎成形簡單截面鎂合金型材回彈的變化規(guī)律 59
3.4 簡單截面鎂合金型材局部加熱張力繞彎成形的有限元模擬 63
3.4.1 簡單截面鎂合金型材局部加熱張力繞彎成形的有限元模型的建立 64
3.4.2 局部加熱方式對(duì)簡單截面鎂合金型材張力繞彎成形模擬的影響 69
3.4.3 彎曲溫度對(duì)簡單截面鎂合金型材局部加熱張力繞彎成形模擬的影響 77
3.4.4 預(yù)拉伸量對(duì)簡單截面鎂合金型材局部加熱張力繞彎成形模擬的影響 82
3.5 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的有限元模擬 91
3.5.1 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形有限元模型的建立 91
3.5.2 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的應(yīng)力場 93
3.5.3 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的應(yīng)變場 95
3.5.4 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形的溫度場 99
3.5.5 工藝參數(shù)對(duì)復(fù)雜截面鎂合金型材回彈角的影響 102
3.5.6 工藝參數(shù)對(duì)復(fù)雜截面鎂合金型材幾何精度的影響 103
第4章 鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形設(shè)備研制 106
4.1 引言 106
4.2 簡單截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)與制造 106
4.2.1 整體設(shè)計(jì)方案 106
4.2.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 107
4.2.3 張力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 112
4.2.4 模具設(shè)計(jì) 115
4.2.5 加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 117
4.2.6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 118
4.3 簡單截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形試驗(yàn)機(jī)優(yōu)化及改進(jìn) 119
4.3.1 彎曲模優(yōu)化及改進(jìn) 119
4.3.2 拉伸張力夾持夾頭優(yōu)化及改進(jìn) 120
4.3.3 加熱設(shè)備優(yōu)化及改進(jìn) 120
4.3.4 控制裝置優(yōu)化及改進(jìn) 122
4.4 復(fù)雜截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)與制造 123
4.4.1 復(fù)雜截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形裝置的整體結(jié)構(gòu) 123
4.4.2 復(fù)雜截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形裝置關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 125
4.4.3 復(fù)雜截面型材溫?zé)釓埩�繞彎成形裝置的控制機(jī)構(gòu)及工藝參數(shù)的在線檢測(cè) 128
第5章 簡單截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎成形工藝 130
5.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法 130
5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 130
5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備 131
5.2 簡單截面AZ31鎂合金型材單向拉伸組織 134
5.2.1 簡單截面AZ31鎂合金單向拉伸試樣組織演變規(guī)律 134
5.2.2 簡單截面AZ31鎂合金單向拉伸試樣斷口分析 136
5.3 成形溫度對(duì)溫?zé)釓埩�繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 137
5.3.1 成形溫度對(duì)回彈角的影響 137
5.3.2 成形溫度對(duì)彎曲半徑的影響 138
5.4 預(yù)拉伸量對(duì)溫?zé)釓埩�繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 139
5.4.1 預(yù)拉伸量對(duì)回彈角的影響 139
5.4.2 預(yù)拉伸量對(duì)彎曲半徑的影響 141
5.5 彎曲角度對(duì)溫?zé)釓埩�繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 141
5.5.1 彎曲角度對(duì)回彈角的影響 141
5.5.2 彎曲角度對(duì)彎曲半徑的影響 142
5.6 溫?zé)釓埩�繞彎成形U形AZ31鎂合金型材微觀組織演變規(guī)律 143
5.6.1 成形溫度對(duì)彎曲型材微觀組織的影響 143
5.6.2 不同彎曲位置金相組織變化 143
5.7 實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果討論 146
第6章 復(fù)雜截面鎂合金型材溫?zé)釓埩�繞彎的成形規(guī)律 147
6.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法 147
6.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 147
6.1.2 實(shí)驗(yàn)方法 148
6.2 溫?zé)釓埩�繞彎成形復(fù)雜截面AZ31鎂合金型材回彈角的變化規(guī)律 149
6.2.1 回彈角與成形溫度的關(guān)系 149
6.2.2 回彈角與彎曲角度的關(guān)系 150
6.2.3 回彈角與預(yù)拉伸量的關(guān)系 151
6.3 溫?zé)釓埩�繞彎成形復(fù)雜截面AZ31鎂合金型材彎曲半徑的變化規(guī)律 152
6.3.1 成形溫度對(duì)彎曲半徑的影響規(guī)律 153
6.3.2 彎曲角度對(duì)彎曲半徑的影響規(guī)律 154
6.3.3 預(yù)拉伸量對(duì)彎曲半徑的影響規(guī)律 156
6.4 溫?zé)釓埩�繞彎成形復(fù)雜截面AZ31鎂合金型材幾何尺寸的變化規(guī)律 157
6.4.1 成形溫度對(duì)型材尺寸變化的分析 158
6.4.2 彎曲角度對(duì)型材尺寸變化的分析 159
6.4.3 預(yù)拉伸量對(duì)型材尺寸變化的分析 160
6.5 溫?zé)釓埩�繞彎成形復(fù)雜截面AZ31鎂合金型材微觀組織的演變規(guī)律 162
6.5.1 微觀組織分析 162
6.5.2 XRD衍射分析 164
6.5.3 微觀織構(gòu)分析 164
參考文獻(xiàn) 169
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