鎂合金負(fù)重輪塑性成形參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化研究.pdf

1、鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，是武器裝備輕量化的最佳選材之一。履帶車輛作為陸軍主戰(zhàn)武器裝備，其負(fù)重輪是復(fù)雜的承力構(gòu)件，使用鎂合金實(shí)現(xiàn)其輕量化，具有重要研究意義。目前，鎂合金產(chǎn)品主要通過(guò)鑄造生產(chǎn)，缺陷多、力學(xué)性能差。塑性成形的鎂合金產(chǎn)品具有更好的力學(xué)性能，可以滿足更多結(jié)構(gòu)件的需求。但鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，不易進(jìn)行壓力加工，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的塑性成形更加困難。
　　本文針對(duì)鎂合金負(fù)重輪塑性成形展開(kāi)研究，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析與

2、模糊推理方法對(duì)成形參數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化，得到了最優(yōu)化的鎂合金負(fù)重輪成形參數(shù)組合，并通過(guò)試制實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
　　首先，通過(guò)熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn)，基于動(dòng)態(tài)材料模型建立了AZ80鎂合金的二維加工圖，為成形工藝參數(shù)的選擇提供了參考依據(jù)。根據(jù)熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬仿真相互佐證反演了AZ80鎂合金材料臨界損傷因子，為數(shù)值模擬預(yù)報(bào)微裂紋的產(chǎn)生時(shí)機(jī)提供了可能。通過(guò)定量金相分析技術(shù)，建立了AZ80鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型，為組織模擬提供了科學(xué)的依據(jù)。<

3、br>　　根據(jù)熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn)獲得的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，在Sellars蠕變方程的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟化因子η=lnσ-lnσP/lnζε的引入，建立了AZ80鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化唯象本構(gòu)模型：lnσ=λ(ε-εP)2lnζε+ lnσP。模型表示了溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的影響，考慮了P動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的軟化效應(yīng)，只有8個(gè)待定參數(shù)，參數(shù)相對(duì)較少且易確定。其中，軟化因子與峰值應(yīng)變之間的關(guān)系在一定程度上反映了由動(dòng)態(tài)再結(jié)晶引起的軟化過(guò)程；不同變形條件下

4、λ的取值表示了由峰值應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)態(tài)應(yīng)力的快慢，反映了傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶兩種不同的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。
　　其次，研究了AZ80鎂合金熱壓縮變形條件下的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒平均尺寸隨溫度的升高、應(yīng)變速率的降低而增大；隨溫度的降低、應(yīng)變速率的增加而減小。在鎂合金負(fù)重輪塑性成形過(guò)程中，通過(guò)適當(dāng)增加Zener-Hollomon參數(shù)Z的值，選取適宜溫度和高應(yīng)變速率的加工工藝，可獲得細(xì)晶組織，并保證其綜合力學(xué)性能。

5、>　　本文提出了基于應(yīng)變、晶粒尺寸、損傷因子的變形均勻性評(píng)價(jià)因子，較傳統(tǒng)的應(yīng)變梯度等表示方法更為直觀和方便。基于灰色關(guān)聯(lián)分析和模糊推理方法，給出負(fù)重輪成形均勻性評(píng)價(jià)因子為目標(biāo)的優(yōu)化策略：
　　（1）正交試驗(yàn)；
　?。?）有限元模擬；
　　（3）灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算；
　　（4）基于模糊推理的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算；
　　（5）計(jì)算極差，進(jìn)行方差分析，給出顯著性評(píng)價(jià)結(jié)果。
　　根據(jù)AZ80負(fù)重輪成形工藝數(shù)值模擬結(jié)果