鎂合金熱變形性能試驗研究及本構(gòu)參數(shù)識別.pdf

1、預(yù)測熱變形過程中工件內(nèi)部微觀組織的演化對于鎂合金零件熱變形工藝設(shè)計和產(chǎn)品質(zhì)量控制具有特別重要的意義。目前進行這一工作的主要困難在于缺乏系統(tǒng)準(zhǔn)確的鎂合金材料參數(shù)。 該文對鎂合金AZ31D進行了熱變形性能實驗研究和材料本構(gòu)參數(shù)識別。 首先對考慮動態(tài)再結(jié)晶過程的粘塑性本構(gòu)關(guān)系進行了理論推導(dǎo)，確定需要識別的全部材料本構(gòu)參數(shù)，然后針對目標(biāo)函數(shù)與優(yōu)化算法兩個關(guān)鍵問題討論了參數(shù)識別反分析方法的理論基礎(chǔ)，并建立了基于方差估計準(zhǔn)則的目標(biāo)函

2、數(shù)和包括遺傳算法、高斯－牛頓算法和多種算法優(yōu)勢在內(nèi)的混合全局優(yōu)化算法。 通過熱壓縮變形實驗和變形后實驗的金相觀察，該文研究鎂合金AZ31D的熱變形性能和微觀組織演化規(guī)律，給出了動態(tài)再結(jié)晶所有特征參數(shù)隨Z參數(shù)變化規(guī)律的定量描述；發(fā)現(xiàn)了鎂合金熱壓縮變形出現(xiàn)剪切斷裂的臨界條件是Z參數(shù)大于2.61E+6。在該文限定的實驗條件下，鎂合金AZ31D的熱變形和晶粒細化都遵守單峰型動態(tài)再結(jié)晶的基本規(guī)律；對該文所用材料，動態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸可以達

3、到10μm以下。 通過對實驗數(shù)據(jù)的分析計算，該文建立了參數(shù)識別所需要的各種數(shù)據(jù)，包括：材料參數(shù)的參考值和取值范圍、可行域增強算子數(shù)據(jù)、熱壓縮實驗載荷-位移曲線數(shù)據(jù)、動態(tài)再結(jié)晶和晶粒度數(shù)據(jù)等。 最后，應(yīng)用所建立的參數(shù)識別反分析方法和根據(jù)實驗結(jié)果為參數(shù)識別所準(zhǔn)備的全部數(shù)據(jù)，該文進行鎂合金AZ31D的材料參數(shù)識別，得到了一組優(yōu)化的材料本構(gòu)參數(shù)。將所得到材料參數(shù)帶入剛塑性有限元熱鍛工藝模擬軟件，對一個實際鎂合金零件的熱擠壓成形過