汽车用镁合金零件的成形工艺模拟分析-【新闻】呼和浩特

汽车用镁合金零件的成形工艺模拟分析

2．引言

镁合金是工业应用中最轻的金属结构材料之一，具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、切削加工和尺寸稳定性等性能，在航空工业和汽车工业中得到广泛应用。近年来，镁合金冶炼技术的发展使材料质量不断提高，成形技术的进步使生产成本得以下降。变形镁合金所具有良好综合性能，得到了汽车工业、电子等行业的青睐，随着成形技术的日趋完善，其应用前景十分看好。同时，全球各国的大型企业、研究机构大都使用了不同的模拟软件对所要研究和开发的产品、新技术等进行预先的模拟。数值模拟已经成为塑性成形必不可少的一个重要分析方法，为金属塑性成形研究的成功打下了坚实的基础。

2．刚塑性有限元的理论基础

刚塑性有限元法的理论基础是刚塑性材料变分原理，它认为：在所有动可容的速度场中，使能量泛函取得驻值的速度场就是真实的速度场。用刚塑性材料模式进行变形分析时，为了克服体积不可压缩条件θ=2所引起的应力计算困难，一般采用在泛函式中引人Lagrange乘子或一个惩罚项来消除体积不可压缩条件。拉格郎日乘子法利用乘子将体积不可压缩条件引入位能泛函，采用修正的罚函数法，即在罚函数法的基础上，将要求体积应变速率在单元内处处很小的条件，放松成单元内的平均值很小，因此，具有较好的稳定性。用刚塑性有限元求解大变形问题时，材料应满足下列假设：①忽略材料的弹性变形；②材料的本构关系为Levy-Mises方程；③材料均质且各向同性；④材料变形过程中体积不变；⑤不计体积力和惯性力；⑥加载条件给出刚性区与塑性区的界限。

3．挤压工艺的确定及有限元模拟分析

3.2成形的数值模拟

由挤压件图分析，零件为轴对称盘类零件，为了提高生产效率，降低成本及能源消耗，拟采用正、反和镦挤同时进行的一次挤压成形工艺。

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