Deform-3D镁合金挤压模具设计研究(2)

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1 引言 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究及发展现状 2

1.2.1 镁合金在各国军事装备上的应用 2

1.2.2 静液挤压技术国内外发展现状 3

1.2.3 镁合金的发展前景以及所存在的问题 4

1.3 课题研究内容和根据课题内容自己的相应安排 4

2 镁合金挤压模具结构设计 5

2.1 镁合金静液挤压方案的设计 5

2.2 镁合金挤压成型的模具结构设计 5

2.2.1 挤压模具设计的一般原则 5

2.2.2 型材挤压模具的设计 7

3 利用 DEFORM 对模具金属成形进行有限元分析 16

3.1 DEFORM 软件简介 16

3.2 挤压过程的有限元模型创建 16

3.3 挤压过程模拟结果分析 17

3.3.1 挤压模拟过程分析 17

3.3.2 等效应力场分析 18

3.3.3 等效温度场的分析 23

结论 27

致谢 28

参考文献 29

第 II 页本科毕业设计说明书

1 引言

1.1 研究背景

自从步入二十一世纪以来，世界各国的国防工业都在不断发展，同时在世界大大小小战争检验之中，各个国家以及军队对各种武器的自身防护能力、快速反应能力和精确打击能力等的要求也随之比以往更高，对武器的各个部件的使用材料要求也随之越来越高，材料性能上不仅要求和之前相比有着更高的强度、刚度，也同样要求其具有高的抗腐蚀性能、抗疲劳性能和断裂性能，对于整体结构的轻量化、节能减排的要求也越来越强烈。与之相对的，希望减轻随着科技程度的提升带来的经济负担。为了满足国防工业对于高性能、高可靠性并且低成本的要求，作为性能优异的轻质结构材料肩负起了巨大的责任，现在许多发达国家投入巨资加大轻质结构材料及其加工制造技术的研究。众所周知镁合金是工程应用领域常用金属材料中密度最低的，镁合金具有较高的比刚度、比强度，同时还具有良好的铸造、切削加工性能、散热性好、可回收性、抗电磁干扰、屏蔽性能强以及能量衰减系数大等特性，被誉为“21 世纪的绿色工程材料”。[1]同时，镁在地球上的储量巨大，位居第八位，约为地壳总质量的 2.35%。它分布各个大洲，镁的矿物在地球上几乎到处都是，多以化合物的形式存在于地壳、海洋、湖泊中，各种化合物大约有 200 多种，海洋中镁的化合物含量尤其惊人，完全可以用“取之不尽，用之不竭”来形容，相关数据表明假如以每秒 100 万吨的速度从海洋里提取镁，也足够使用 2000 多年！[2]自 1990 年代以来，我国镁工业以高速向前发展，原镁产量占当年世界镁产量的 75．2％。中国已经成为镁的生产大国和出口大国。由于西方国家的成本居高不下，原镁产能和产量不会有大的增长，而中国的产能和产量还会进一步增加。所以，中国占据世界第一大原镁生产大国的地位，在相当一段时间内不会改变。[3]但是我国在镁合金加工技术领域的研究应用才刚刚开始，镁合金的应用于开发能力与欧美、日本等发达国家相差较大，这对我国镁合金研究者提出了巨大挑战。但是相对而言，如果能利用加工技术的提升改善镁合金的性能，使其满足武器的材料使用要求，将是在满足经济性对于我国自身国防有着巨大的有力影响。论文网