7075铝合金多向锻造成形工艺参数的优化设计.doc

摘要:随着不同领域对材料的性能需求越来越高，高强高韧的铝合金的制备是十分必要的，通过细化晶粒而提高材料综合性能成为当前研究热点方向。多向锻造是一种能够强烈地细化材料内部组织、改善材料综合性能的大塑性变形法。

本课题采用数值模拟技术，以DEFORM-3D有限元软件为平台，对7075铝合金多向锻造成形进行多组模拟，展现了多向锻造中的多向锻造工艺过程中金属流动性、成形载荷、等效应力和等效应变分布的规律，分析加热温度、变形速率、锻造道次对7075铝合金多向锻造成形的影响，从而优化多向锻造中的工艺参数。

仿真结果表明：加热温度对成形载荷的影响最大，变形道次对锻件等效应变的影响显著。随着加热温度的增加、变形速率的降低，成形载荷降低；随着锻造道次的增加，等效应变显著增加。结果为多向锻造实际生产中的工艺参数的优化选择提供了理论依据。

关键词 大塑性变形法（SPD）；多向锻造（MDF）；有限元模拟 ；应变分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 铝及铝合金-1

1.2.1 铝合金的特点和分类-1

1.2.2 7075铝合金简介-2

1.3 大塑性变形概论与多向锻造-3

1.3.1 大塑性变形（SPD）-3

1.3.2 多向锻造（MDF）-6

1.4 有限元分析理论与Deform软件-7

1.4.1 有限元模拟分析-8

1.4.2 Deform软件-9

1.5 本课题研究的意义、内容与方法-11

1.5.1 研究意义-11

1.5.2 研究内容-11

1.5.3 研究路线-12

2  多向锻造过程的有限元数值模拟-13

2.1 基于正交实验设计方法的工艺参数设计-13

2.1.1 正交实验设计法-13

2.2.2 工艺参数的设计-13

2.2 几何模型的建立-14

2.3 有限元模型的建立-15

3 数值模拟结果分析-18

3.1 后处理分析-18

3.1.1 金属流动性-18

3.1.2 等效应变-19

3.1.3 等效应力-20

3.1.4 温度场-21

3.2 实验结果分析-22

3.2.1 实验结果的直观分析-22

3.2.2 实验结果的方差分析-23

3.2.3 工艺参数对成形载荷的影响-25

3.2.4 工艺参数对等效应变的影响-26

结论-27

致谢-28

参考文献-29