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数值模拟开题报告

【篇一：开题报告】

本科毕业设计（论文）开题报告

题目：az21b镁合金等温挤压成形电池壳数值模拟及模具设

计

院（系）材料科学工程学院

专业材料成型及控制工程

学生王雪

学号110810205

班号1108102

指导教师开题报告日期

哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院

二零一三年制

1.课题背景及研究的意义

1.1课题背景

自从十九世纪末以来随着社会和经济的快速发展,人类文明的快速进,

步,金属材料的消耗飞速的增加,很多金属矿产资源正逐渐趋于枯竭,如铜、

锌、铅等矿藏的开采只能维持几十年,铝、铁等矿藏也只能维持100~300

年。镁是地球上储量最大的元素之一,如陆地上的白云石、湖泊中的盐湖,

海洋中也有大量的镁,相比其他金属材料可谓取之不尽、

用之不竭[1]。而且自从21世纪以来,镁合金材料生产的成本逐渐降

低,镁合金工件的成形工艺和材料质量很大的提高[2-3],同时,很多国家对

汽车领域的能源消耗、废气排放的限制,镁合金凭借轻量化，比强度高、减

震性能优越以及可以回收等优点从传统材料中脱颖而出,被誉为二十一世纪

最具有开发和应用潜能的“绿色材料”[4]。随着很多

矿产资源的日益枯竭，镁以其资源丰富日益受到重视，刺激了镁工

业的发展。目前，镁及镁合金材料的研究已成为世界性的热点。目

前，镁合金应用较多的是铸造成形，而工业上应用较为成熟的主要

是压铸成形。虽然镁合金具有优异的压铸性能，但其设备成本高，

原料利用率低，能源消耗多，铸型寿命较短，铸件综合力学性能较

差，且因镁遇水剧烈反应，在高温下还可能爆炸，所以对其安全性

要求相当高。塑性成形能解决压铸成形中所存在的这些问题，所以

开发先进的镁合金塑性成形工艺具有很好的工程应用价值。

1.2研究的目的及意义

1.2.1研究目的

针对镁是密排六方结构，室温下塑性差，很难进行塑性成形，及塑

性成形中的加热效率，生产效率等问题，镁合金的密排六方结构导

致镁合金的塑性变形能力差,在塑性变形过程中如果控制不好温度、

挤压速度等很容易开裂,故目前大部分镁合金的成形工艺均为铸造。

但是铸造工艺成形的镁合金晶粒粗大,组织不均匀,再加上铸造的先天缺

陷气孔、夹杂、缩松等,导致铸造镁合金的性能达不到很多零件的

要求,很大程度上缩小了镁合金的应用范围。本课题通过deform软件对

镁合金的材料性能、模具结构，加工条件等进行研究分析，利

用等温挤压成形工艺（以az21b镁合金成形电池壳为载体），进而获

得较理想的塑性成形方案及模具。

1.2.2研究意义

进入二十一世纪以来,随着社会的快速发展以及人口增加等,人们面临着来

自于环境污染、资源枯竭、能源消耗方面的问题越来越严重。

而材料作为国民经济的支柱产业,肩负着巨大的重任。在满足甚至超越

之前材料的基础上,如何以更低的能耗,更少的资源来生产出性能更

加优异的新材料来替代之前的材料,或者运用各种方法来控制材料的

成形工艺使得材料的性能更

加优异成为现在课题研究的主要方向。我国是镁资源丰富国,居世界

第一,原镁产量、出口量亦居世界第一,但出口的镁产品80%作为初级

原材料出口,国内镁及镁合金深加工应用规模及技术相对薄弱[6]。国

内镁产业存在的最主要表现是镁产品原创性的研究成果缺乏,目前出

口的所有镁合金锭几乎全部按照国外的牌号生产,而且在镁合金产品

加工制备中的关键技术和装备大部分依靠进口。因此,如何开展镁合

金产业化成套技术及装备