AZ91D鎂合金半固態(tài)觸變成型的數(shù)值模擬研究.pdf

1、半固態(tài)成型技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、鑄件致密度高、組織偏析少、機(jī)加工量少、模具壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得了一定規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。半固態(tài)金屬觸變成型由于半固態(tài)坯料的加熱、輸送很方便，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，已成為當(dāng)今半固態(tài)成型技術(shù)中的主要工藝方法之一。 采用數(shù)值模擬技術(shù)不僅可以模擬半固態(tài)鑄造過(guò)程的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及顯微組織的變化，還可預(yù)測(cè)縮孔、縮松、裂紋、變形等缺陷的產(chǎn)生位置、形態(tài)和大小。采用模擬技術(shù)對(duì)半固態(tài)觸變成型過(guò)程進(jìn)行研究，對(duì)于掌握半

2、固態(tài)合金在填充型腔時(shí)的流動(dòng)行為，指導(dǎo)半固態(tài)合金成型生產(chǎn)及金屬半固態(tài)成型的模具設(shè)計(jì)提供了有效依據(jù)。 本文闡述了課題涉及到的幾個(gè)主要基礎(chǔ)理論知識(shí)點(diǎn)，即半固態(tài)金屬的成型及其流動(dòng)性、塑性成型理論、鑄件凝固理論、鑄造流變學(xué)理論，這些理論知識(shí)為半固態(tài)成型過(guò)程中的流動(dòng)、凝固、最終成型提供了必要的理論支持。 利用有限元法對(duì)AZ91D鎂合金半固態(tài)的觸變成型進(jìn)行了數(shù)值模擬，采用剛粘塑性理論對(duì)該材料所符合的材料性質(zhì)進(jìn)行了理論解釋?zhuān)粚?duì)有限元模擬

3、作了基本理論假設(shè)；利用UG軟件建立了有限元的幾何模型；在商業(yè)有限元軟件DEFORM-3D<‘TM>工作平臺(tái)上建立了AZ91D半固態(tài)材料的材料模型和摩擦模型等物理模型。 采用DEFORM-3D<‘TM>模擬了AZ91D鎂合金半固態(tài)觸變成型過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)、流場(chǎng)及模具變形情況。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果分析可以預(yù)測(cè)出缺陷的產(chǎn)生位置與大小形態(tài)，并對(duì)產(chǎn)生這種結(jié)果的原因進(jìn)行了理論解釋。最終達(dá)到了根據(jù)模擬結(jié)果確定沖頭速度、壓力、溫度等最佳工藝參數(shù)，合