目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 結構件輕量化的實現(xiàn)方法 2
1.2.1 輕量化結構件的結構設計 2
1.2.2 輕量化結構件的材料選擇 2
1.3 輕量化結構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分析 30
2.4.1 基本假設 30
2.4.2 張力繞彎過程力學分析 31
2.4.3 型材張力繞彎過程應力應變狀態(tài)分析 32
2.4.4 型材張力繞彎成形回彈分析 36
第3章 鎂合金型材溫熱張力繞彎成形數(shù)值模擬 37
3.1 引言 37
3.2 彎曲成形有限元模擬的關鍵技術 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熱張力繞彎成形的有限元模擬 43
3.3.1 簡單截面鎂合金型材溫熱張力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熱張力繞彎成形的應力場變化規(guī)律 50
3.3.3 簡單截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的應變場變化規(guī)律 53
3.3.4 簡單截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的溫度場變化規(guī)律 57
3.3.5 溫熱張力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 預拉伸量對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 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的有限元模擬 91
3.5.1 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形有限元模型的建立 91
3.5.2 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的應力場 93
3.5.3 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的應變場 95
3.5.4 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形的溫度場 99
3.5.5 工藝參數(shù)對復雜截面鎂合金型材回彈角的影響 102
3.5.6 工藝參數(shù)對復雜截面鎂合金型材幾何精度的影響 103
第4章 鎂合金型材溫熱張力繞彎成形設備研制 106
4.1 引言 106
4.2 簡單截面型材溫熱張力繞彎成形試驗機設計與制造 106
4.2.1 整體設計方案 106
4.2.2 動力系統(tǒng)設計 107
4.2.3 張力系統(tǒng)設計 112
4.2.4 模具設計 115
4.2.5 加熱系統(tǒng)設計 117
4.2.6 控制系統(tǒng)設計 118
4.3 簡單截面型材溫熱張力繞彎成形試驗機優(yōu)化及改進 119
4.3.1 彎曲模優(yōu)化及改進 119
4.3.2 拉伸張力夾持夾頭優(yōu)化及改進 120
4.3.3 加熱設備優(yōu)化及改進 120
4.3.4 控制裝置優(yōu)化及改進 122
4.4 復雜截面型材溫熱張力繞彎成形試驗機設計與制造 123
4.4.1 復雜截面型材溫熱張力繞彎成形裝置的整體結構 123
4.4.2 復雜截面型材溫熱張力繞彎成形裝置關鍵部件的設計 125
4.4.3 復雜截面型材溫熱張力繞彎成形裝置的控制機構及工藝參數(shù)的在線檢測 128
第5章 簡單截面鎂合金型材溫熱張力繞彎成形工藝 130
5.1 實驗材料及方法 130
5.1.1 實驗材料 130
5.1.2 實驗方法及設備 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 成形溫度對溫熱張力繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 137
5.3.1 成形溫度對回彈角的影響 137
5.3.2 成形溫度對彎曲半徑的影響 138
5.4 預拉伸量對溫熱張力繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 139
5.4.1 預拉伸量對回彈角的影響 139
5.4.2 預拉伸量對彎曲半徑的影響 141
5.5 彎曲角度對溫熱張力繞彎成形U形AZ31鎂合金型材幾何精度的影響 141
5.5.1 彎曲角度對回彈角的影響 141
5.5.2 彎曲角度對彎曲半徑的影響 142
5.6 溫熱張力繞彎成形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 實驗與模擬結果討論 146
第6章 復雜截面鎂合金型材溫熱張力繞彎的成形規(guī)律 147
6.1 實驗材料與方法 147
6.1.1 實驗材料 147
6.1.2 實驗方法 148
6.2 溫熱張力繞彎成形復雜截面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系 149
6.2.2 回彈角與彎曲角度的關系 150
6.2.3 回彈角與預拉伸量的關系 151
6.3 溫熱張力繞彎成形復雜截面AZ31鎂合金型材彎曲半徑的變化規(guī)律 152
6.3.1 成形溫度對彎曲半徑的影響規(guī)律 153
6.3.2 彎曲角度對彎曲半徑的影響規(guī)律 154
6.3.3 預拉伸量對彎曲半徑的影響規(guī)律 156
6.4 溫熱張力繞彎成形復雜截面AZ31鎂合金型材幾何尺寸的變化規(guī)律 157
6.4.1 成形溫度對型材尺寸變化的分析 158
6.4.2 彎曲角度對型材尺寸變化的分析 159
6.4.3 預拉伸量對型材尺寸變化的分析 160
6.5 溫熱張力繞彎成形復雜截面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 微觀織構分析 164
參考文獻 169
彩圖