【摘 要】
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AZ31B镁合金具有比强度高、比弹性模量大,散热好,消震好,承受冲击载荷能力大,耐有机物和碱的腐蚀性能好的优点,其也是最轻的实用金属。将镁合金与内高压胀形技术相结合是两种
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AZ31B镁合金具有比强度高、比弹性模量大,散热好,消震好,承受冲击载荷能力大,耐有机物和碱的腐蚀性能好的优点,其也是最轻的实用金属。将镁合金与内高压胀形技术相结合是两种途径相结合的先进制造技术。汽车发动机空滤器支架将镁合金材料引入到管件成形以替代原低碳钢和不锈钢,在满足强度等力学性能指标和可靠性要求下,可以使管件重量降低75%左右,满足了轻量化的需求。然而镁合金在常温下变形能力十分困难,所以本文研究了镁合金AZ31B在热态下的变形能力。确定了在不同温度下镁合金AZ31B的真实应力应变曲线,研究了成形参数在不同温度下的变化规律。结果表明,随着温度的升高,其屈服强度和抗拉强度明显降低,总的延伸率有很大提高。本文还研究了强度系数K,厚向异形指数r,硬化指数n等材料参数随温度升高的变化情况。用SEM扫描电镜观察拉伸试样断口,观察了其表面形貌,通过观察韧窝的深浅,大小,确定了温度对镁合金塑性变形能力有很大的影响。探讨了镁合金空滤器支架的形变机理,对管件进行了受力分析、成形极限分析。还研究了其成形过程中的失效形式和原因。最后研究了成形过程中轴向进给和内压力合理搭配的重要性。利用DYNAFORM有限元软件对镁合金管件高温下的内高压胀形做了仿真和模拟。进行了弯管模拟和仿真,还研究了不同内压,不同轴向进给量,不同摩擦系数对于内高压胀形质量的影响。然后通过正交试验进行管件成形优化设计得到最优结果。最后进行了实验验证,观察所得支架是否符合成形要求。利用ANSYS有限元软件,对AZ31B镁合金空滤器支架做了可靠性分析。研究了在120Hz激励应力下的谐响应分析,还进行了预应力模态计算。通过观察云图,此空滤器支架满足设计要求。
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