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研究生: 張紘銘
Hung-Ming Chang
論文名稱: 鎂合金蝶狀結構件之擠製成形分析
Study on the Formability of Magnesium Alloy Structural parts with Butterfly-shaped under Hot Extrusion
指導教授: 向四海
Su-Hai Hsiang
口試委員: 黃佑民
You-Min Huang
徐瑞坤
Ray-Quan Hsu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 118
中文關鍵詞: 蝶狀結構件有限元素模擬擠製加工鎂合金
外文關鍵詞: Structural parts with Butterfly-shaped, Finite element simulation, Extrusion, Magnesium alloy
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本研究主要目的為探討AZ31與AZ61鎂合金蝶狀結構件之熱間擠製加工成形性,其擠製比為7.69。探討之製程參數內容包含其材料種類、材料加熱溫度、擠製速度與潤滑劑。分析各製程參數對擠製加工與成品機械性質之影響。期望藉此獲得AZ31與AZ61鎂合金蝶狀結構件之最佳機械性質之製程參數組合。
並利用有限元素分析軟體DEFORM-3D進行擠製之模擬分析,來藉此觀察實驗中不易取得之材料變化情形,如各擠製行程中之材料應力與應變分佈狀況、成形負荷之大小與各階段之變形模式等,並將其模擬結果與實驗結果進行比較,嘗試尋找最佳擠製條件。
期望本研究之成果能提供鎂合金成形加工之研究人員參考。


This research mainly investigates the formability of AZ31 and AZ61 magnesium alloy structural parts with butterfly-shaped under hot extrusion process .The extrusion die used in this paper is a right angle die with extrusion ratio of 7.69 .The process parameters discussed in this study, include the type of material used, material heating temperature, extrusion speed and type of lubricant .
The study investigates how the extent of influence of different process parameters on extrusion and fabrication which is correlated with the mechanical properties of finished products. Besides, finite element software, DEFORM-3D, is employed to simulate the extrusion processes of butterfly-shaped parts. And from the comparison of experimental and simulation results the optimal combination of process parameters can be found .To expect the results of this study can be a reference resource for related academic and industry research .

摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 IX 表目錄 XIII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究方法 3 第二章 基礎理論與文獻回顧 4 2.1 鎂合金簡介 4 2.1.1 鎂的製備 5 2.1.2 鎂的用途 6 2.2 鎂合金的命名方式 7 2.3 鎂合金添加元素之影響 9 2.3.1 鋁元素(Aluminum,Al) 9 2.3.2 鋅元素(Zinc,Zn) 9 2.3.3 鋰元素(Lithium,Li) 10 2.3.4 錳元素(Manganese,Mn) 10 2.3.5 鋯元素(Zirconium,Zr)、鈧元素(Sccandium,Sc) 10 2.3.6 鈹元素( Beryllium,Be) 11 2.3.7 鐵元素(Iron,Fe)、鎳元素(Nickel,Ni) 11 2.3.8 釷元素(Thorium,Th) 11 2.3.9 矽元素(Silicon,Si) 11 2.4 鎂合金加工方式 12 2.5 鎂合金的應用 13 2.5.1 鋁鎂合金機殼 13 2.5.2 鎂合金應用於LED照明產品 14 2.6 擠製加工原理 16 2.6.1 擠製加工簡介 16 2.6.2 擠製加工的類型 18 2.6.3 擠製變形過程簡介 20 2.7 使用擠製加工的優缺點 23 2.8 蝴蝶型轉子泵 25 2.8.1 驅動形式 25 2.8.2 電機+定整比減速器 25 2.8.3 結構特點 27 第三章 實驗方法與步驟 28 3.1 實驗材料 30 3.2 實驗設備 31 3.2.1 臥式熱間擠製機 31 3.2.2 速度控制與數據擷取設備 33 3.2.3 加熱爐 35 3.2.4 模具 35 3.3 製程參數之選取 37 3.3.1 材料加熱溫度之選取 38 3.3.2 擠製速度之選取 38 3.3.3 盛錠筒溫度之選取 39 3.3.4 潤滑劑之選取 39 3.4 實驗參數規劃 40 3.5 擠製實驗步驟 41 3.6 破壞試驗、金相試驗與硬度試驗 43 3.6.1 試片破壞試驗 43 3.6.2 金相試驗 45 3.6.3 硬度試驗 49 第四章 熱間擠製加工之有限元素分析 51 4.1 有限元素軟體(DEFORM-3D)簡介 51 4.1.1 前處理(Pre-processing) 54 4.1.2 模擬分析(Simulation) 55 4.1.3 後處理(Post-processing) 55 4.2 模組的建立 56 4.3 收斂性分析 57 4.4 擠製模擬條件設定 57 4.5 鎂合金材料之機械性質參數設定 59 4.6 DEFORM-3D模擬結果 62 4.6.1 擠製成形之模擬結果探討 62 4.6.2 破損分析 66 4.6.3 不同材料加熱溫度下模擬與實驗之成形負荷比較 68 4.6.4 不同擠製速度下模擬與實驗之成形負荷比較 70 第五章 結果與討論 72 5.1 擠製負荷之探討 72 5.1.1 不同材料加熱溫度之擠製負荷比較 72 5.1.2 不同擠製速度之擠製負荷比較 76 5.1.3 不同潤滑條件之擠製負荷比較 80 5.2 金相組織觀察 81 5.2.1 擠製成品不同位置之金相組織 81 5.2.2 相同擠製速度不同材料加熱溫度之金相組織 83 5.2.3 相同材料加熱溫度不同擠製速度之金相組織 87 5.3 硬度試驗 89 5.4 破壞試驗 94 第六章 結論與建議 95 6.1 結論 95 6.2 未來研究方向與建議 96 參考文獻 97

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無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/25 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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