AZ31镁合金动态压缩变形机制与数值模拟

发布时间：2025-07-19 01:56

　　在航空航天、汽车工业和3C产品领域中镁合金的应用形式正在呈现出多样化和复杂化,因此,对镁合金的性能要求也由静态和准静态向动态转变。静态或准静态条件下镁合金的变形机制与动态变形条件下具有较大差异,动态变形条件下镁合金变形过程中会受到形变热的影响而表现出不同的物理状态。目前AZ31镁合金主要的应用形式是铸造态和变形态,然而其动态变形机制研究还不够系统,而且没有一种修正Johnson-Cook材料本构关系能够同时准确反映AZ31镁合金铸造态和变形态的动态变形行为,尤其是绝热剪切行为。因此本文以铸造态和具有较强{0002}织构的轧制态AZ31镁合金为研究对象,系统的研究AZ31镁合金动态力学性能及变形机制,通过修正Johnson-Cook材料本构模型的温度项,建立一个基于AZ31镁合金变形机制,并且能够准确反映材料真实变形过程的本构模型,其中包括铸态和变形态AZ31镁合金。通过编写key文件的方式将修正Johnson-Cook材料本构模型和累积损伤模型嵌入Lsdyna软件中,对AZ31镁合金的动态变形过程进行数值仿真,特别是其绝热剪切过程。设计新型承压环装置捕捉实际实验条件下AZ31镁合金绝热剪...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1金属镁的晶体结构

晶格中（0001）面为最密排面，<1120>为最密排方向，一般滑移会在临界分切应力最小的密排方向进行，因此，<1120>可以作为（0001）面的滑移方向进行滑移，这种滑移方式称为基面滑移。<1120>同样也可以作为210103柱面和210213锥面的优先滑移方向，这两种滑移方式分....

图1.2镁合金主要的滑移系[11]

第1章绪论1210>方向所组成的滑移系。显然，<2110>方向是<1120>和<1则<2110>方向并非完全独立。柱面滑移也是镁合金变形过程中方式，同样包含2个独立的滑移系，分别为210103和211203滑移系中，锥面滑移系具有的独立滑移系最多，能够提供4个独立的....

图1.3AZ31、AZ61和AZ91真实应力应变曲线以及相对硬化：（a和b）ε=10001；（c和d）ε=12501；（e和f）ε=14001[46]

沈阳工业大学博士学位论文的力学性能研究难以满足镁合金在高应变速率条件下的应用，镁合金的动态力学性能逐渐成为当今关注的焦点。AsgariH.[46]等人采用分离式霍普金斯压杆（SHPB）系统研究了AZ31，AZ61和AZ91在室温应变率范围为1000～1400s-1条件下....

图1.4不同温度下本构方程拟合结果与实验结果对比

如图1.4所示。显然，本构模型拟合曲线结果与实验数据结果较为吻合。在77K条件下，AZ31镁合金的基面和非基面滑移受到限制无法协调变形，导致其塑性降低。当温度增加至473K的时候，合金的力学性能由脆性向韧性转变，使其塑性提高。当温度在293K和373K时，本构....

本文编号：4057799