镁合金板材冲压成形研究：晶体塑性模拟与制耳预测

"AZ31镁合金板材在深冲过程中出现的制耳现象是金属成形领域的一个重要问题。本文提出了一种基于晶体塑性理论的预测方法，旨在解决这一问题。研究者首先从镁合金在温成形时的塑性变形机制——滑移和孪生的共同作用出发，建立了一个耦合滑移和孪生的适用于密排六方结构（HCP）金属的晶体塑性本构模型。接着，他们开发了相应的计算程序，通过理论分析、模拟实验相结合的方式，确定了镁合金板材微观变形机制组合及多晶体模型的关键参数。这些步骤共同构建了一个适用于大变形情况下的晶体塑性有限元仿真模型。 在模型建立完成后，研究人员利用HCP板材大变形晶体塑性有限元模型对AZ31镁合金板材的杯形件冲压过程进行了有限元仿真。实验结果与仿真结果的对比显示，两者均显示出了明显的偏离轧向45°的制耳轮廓特征，同时观察到了(0001)方向的织构组分和拉伸孪晶组分。这表明，HCP晶体塑性理论在预测冲压制耳行为方面的准确性得到了验证。 关键词涵盖镁合金、冲压制耳、晶体塑性有限元以及织构，表明该研究聚焦于镁合金材料的塑性变形特性以及在冲压工艺中的应用。这一研究对于优化镁合金板材的成形工艺，减少或消除制耳现象，提高产品质量具有重要意义。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. 滑移和孪生的耦合塑性变形机制：在镁合金的温成形过程中，滑移和孪生两种变形机制共同作用，影响材料的塑性变形行为。 2. HCP金属的晶体塑性本构模型：建立的模型考虑了密排六方结构的特点，用于描述镁合金的变形规律。 3. 微观变形机制组合与多晶体模型参数：通过理论与实验的结合，确定了影响镁合金板材变形的关键因素，为有限元模拟提供了基础。 4. 大变形晶体塑性有限元仿真模型：构建的模型能够模拟镁合金在大变形条件下的成形过程，为实际生产提供预测工具。 5. 冲压制耳行为预测：通过对AZ31镁合金的杯形件冲压过程进行有限元仿真，预测并验证了制耳现象的形成。 6. 织构分析：通过实验与仿真结果的对比，揭示了材料的织构变化，这对理解材料的力学性能至关重要。 这篇研究工作对于理解镁合金的冲压行为，优化工艺参数，减少不良现象如制耳，提升镁合金制品的质量和可靠性具有重要的理论与实践价值。