镁合金板轧制过程数值模拟_材控论文.rar

摘要:镁合金是目前最轻的金属结构材料，常规镁合金比铝合金轻30%~ 50%， 比钢铁轻70%以上，应用在工程中可大大减轻结构件质量。同时，镁合金具有高的比强度和比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性能好，机械加工方便，尤其易于回收利用，具有环保特性变形镁合金板材在交通工具、电子、汽车等领域的应用越来越广泛。轧制是镁合金板材生产的主要方式，但是由于镁合金的晶体结构为密排六方，滑移系较少，室温下塑性变形能力差，轧制过程中加工成品率较低，在生产过程中容易产生边裂，从而限制了镁合金板材的扩大应用。为此，开展镁合金板材轧制工艺及塑性变形模拟研究对提高镁合金板材的加工效率、改善力学性能以及降低制造成本具有非常重要的工程价值和学术意义。

本文以ZM61镁合金为研究对象，结合实际实验和数值模拟的方法，运用Marc 有限元模拟软件，并采用金相、硬度测试分析等手段对 ZM61 镁合金的热变形行为以及热轧过程进行了研究，结果表明：建立的二维模型能分析轧制过程的等效应力和轧制力，但与实际轧制有一定的误差，模拟出来的轧制力在15kN左右，与我们的实验对比，发现轧制实验时的轧制力都在23kN左右，这是由于轧制力跟宽度有关系，我们所用的模拟是一个二维的模型，宽度跟实际又很大差别，所以轧制力也有一定的误差。

关键词：AZ31 镁合金 热压缩变形 轧制 数值模拟

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1国内外研究现状分析-1

1.1.1轧制温度对镁合金轧制的影响-2

1.1.2变形量对镁合金轧制的影响-2

1.1.3退火工艺对镁合金轧制的影响-2

1.2镁合金轧制过程的研究方法-2

1.3有限元分析的基本理论-3

1.3.1有限元模型的研究背景-3

1.3.2有限元法的基本原理-3

1.4本课题的目的及意义-3

2 实验过程及方法-5

2.1实验材料-5

2.2数值模拟的设备-5

2.3轧制实验-5

2.3.1实验设备-5

2.3.2实验步骤-5

2.4 金相实验-6

2.5 显微硬度试验-6

2.6轧制结果分析-6

2.7热处理与轧制变形对镁合金性能影响的原因-9

3 有限元模型的建立-11

3.1生成网格-11

3.2边界条件的定义-12

3.3初始条件的定义-12

3.4材料特性的定义-12

3.5几何特性的定义-13

3.6接触条件的定义-13

3.7单元的选取-14

3.8工况加载-15

3.9设置作业参数并提交运行-16

4 轧制过程模拟结果分析-17

4.1等效应力分析-17

4.2轧制力的分析-19

5 结论-20

参考文献-21

致 谢-22