高强韧镁合金大规格型材挤压成形的数值模拟及实验研究.pptxVIP

高强韧镁合金大规格型材挤压成形的数值模拟及实验研究汇报人：2024-01-15

CATALOGUE目录引言高强韧镁合金材料特性及制备工艺大规格型材挤压成形数值模拟方法大规格型材挤压成形实验研究数值模拟与实验结果对比分析高强韧镁合金大规格型材应用前景展望

01引言

研究背景和意义高强韧镁合金的重要性：镁合金具有密度低、比强度高、导电导热性好、易于加工成形等优点，在航空航天、交通运输、3C产品等领域具有广泛的应用前景。然而，传统镁合金的强度和韧性较低，难以满足高端领域的应用需求。因此，开发高强韧镁合金对于推动镁合金的广泛应用具有重要意义。大规格型材挤压成形的挑战：大规格型材挤压成形是镁合金加工领域的重要技术之一，可以生产出具有复杂截面形状和优良力学性能的镁合金型材。然而，由于镁合金的密度低、热导率高、变形抗力大等特点，大规格型材挤压成形过程中易出现开裂、组织性能不均匀等问题，严重制约了镁合金型材的生产效率和应用范围。数值模拟与实验研究的结合：数值模拟技术可以在计算机上模拟实际加工过程，预测材料的流动行为、温度场、应力场等关键参数，为优化工艺参数、改善产品质量提供理论支持。实验研究则可以通过对实际加工过程的观察和测量，验证数值模拟结果的准确性，并为数值模拟提供必要的边界条件和初始条件。因此，将数值模拟与实验研究相结合，可以更加深入地了解镁合金大规格型材挤压成形的本质和规律，为实际生产提供指导。

目前，国内外学者在镁合金大规格型材挤压成形方面开展了大量研究工作。在数值模拟方面，主要采用有限元方法（FEM）对挤压过程进行建模和分析，研究不同工艺参数对材料流动、温度分布、应力应变等的影响规律。在实验研究方面，通过对挤压过程中的温度、压力、速度等关键参数的实时监测和控制，以及后续的组织性能分析，揭示挤压成形过程中的物理本质和影响因素。国内外研究现状随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来镁合金大规格型材挤压成形的数值模拟将更加精细化、高效化。同时，随着新材料、新工艺的不断涌现，实验研究将更加注重创新性和实用性。此外，随着人工智能、大数据等技术的广泛应用，数值模拟与实验研究的结合将更加紧密，形成数字化、智能化的镁合金加工技术体系。发展趋势国内外研究现状及发展趋势

研究目的和内容本研究旨在通过数值模拟和实验研究相结合的方法，揭示高强韧镁合金大规格型材挤压成形的变形机制和组织演变规律，优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。同时，通过对比分析不同镁合金材料在挤压过程中的表现差异，为开发新型高强韧镁合金提供理论支持和实践指导。研究目的本研究将采用有限元方法对高强韧镁合金大规格型材挤压成形过程进行建模和分析，研究不同工艺参数对材料流动、温度分布、应力应变等的影响规律；同时开展实验研究，通过对实际加工过程的观察和测量验证数值模拟结果的准确性；最后结合数值模拟和实验研究结果对工艺参数进行优化设计并应用于实际生产验证其可行性。研究内容

02高强韧镁合金材料特性及制备工艺

密度低镁合金是密度最低的金属结构材料之一，具有轻量化的优势。比强度高镁合金的比强度高于铝合金和钢，具有良好的承载能力。耐腐蚀性差镁合金在潮湿环境中易发生腐蚀，需要采取防护措施。优良的铸造性和加工性镁合金易于铸造和加工，可制成各种复杂形状的零件。镁合金材料特性

合金化设计熔炼与铸造热处理挤压成形高强韧镁合金制备工艺通过添加合金元素，改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性。通过热处理工艺，调整镁合金的组织和性能，提高其强度和韧性。采用先进的熔炼技术和铸造工艺，获得高质量的镁合金铸锭。利用挤压工艺将镁合金铸锭加工成所需的大规格型材。

通过拉伸、压缩、弯曲等试验，测定镁合金的力学性能指标，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。力学性能测试耐腐蚀性能测试金相组织观察断口形貌分析采用盐雾试验、电化学测试等方法，评价镁合金的耐腐蚀性能。利用金相显微镜观察镁合金的组织形貌，分析其相组成和晶粒大小。通过观察断口形貌，分析镁合金的断裂机制和韧性特征。材料性能测试与表征

03大规格型材挤压成形数值模拟方法

基于连续介质力学，将结构离散化为有限个单元，通过求解单元节点位移得到整体结构的变形和应力分布。有限元法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域，通过求解差分方程得到近似解。有限差分法将求解域的边界划分为有限个单元，通过求解边界上的积分方程得到整体结构的解。边界元法数值模拟方法介绍

考虑镁合金的弹塑性、各向异性、加工硬化等特性，建立符合实际的本构关系模型。材料模型建立挤压工艺参数设置接触与摩擦处理设定挤压比、挤压速度、模具温度、坯料温度等工艺参数，模拟实际挤压过程。采用适当的接触算法和摩擦模型，模拟挤压过程中模具与坯料之间的相互作用。030201挤压成形过程模拟

通过模拟结果，分析镁合金在挤压过程中的变形行