金剛石納米印壓成孔是利用金剛石錐形壓頭及其刀尖鈍圓對載有玻璃基底的金屬薄片壓透成孔的超微孔成形新方法,納米并不是指微孔所能達(dá)到的尺度,而是其進(jìn)給量和鈍圓微尺度為納米級。研究金剛石納米印壓成孔中材料的力學(xué)行為和相關(guān)工藝,對于準(zhǔn)確成孔和提高微孔質(zhì)量具有重要意義。本文將結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬和實驗檢測,對印壓成孔過程中銅片的彈塑性變形和斷裂行為及成形工藝進(jìn)行研究。首先,建立錐形壓頭以豎直載荷作用半空間體的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)彈塑性力學(xué)得到材料應(yīng)力和位移的求解方法。建立連續(xù)損傷模型并對基底作用下的銅片進(jìn)行接觸損傷分析,得出塑性區(qū)、錐形裂紋、徑向裂紋產(chǎn)生的臨界載荷判據(jù)�；趯饎偸{米印壓成孔初步實驗中聲發(fā)射信號的分析,裂紋屬于Ⅰ(拉伸)型和Ⅱ(剪切)型斷裂,對裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析,得出驅(qū)動Ⅰ型裂紋開裂的最大主應(yīng)力和驅(qū)動Ⅱ型裂紋開裂的最大切應(yīng)力。根據(jù)Griffith能量理論得到銅片失穩(wěn)成孔的斷裂判據(jù)。為保證銅片成孔且基底不被破壞,對金剛石錐形壓頭壓入基底進(jìn)行建模分析,推導(dǎo)基底彈性變形量的表達(dá)式。然后,利用DEFORM-3D進(jìn)行數(shù)值模擬,分析印壓過程中銅片材料的塑性流動、應(yīng)力分布變化、三向位移規(guī)律及拉壓狀態(tài),揭示銅片塑性變形特點和單側(cè)超微孔的成孔機(jī)理。分析基底位移量和應(yīng)力狀態(tài),基底彈性變形量在理論范圍內(nèi)。通過Microstructure模塊對銅片進(jìn)行微結(jié)構(gòu)演變分析,總結(jié)印壓過程中銅片的晶粒度變化規(guī)律,并通過金相分析實驗進(jìn)行驗證。最后,進(jìn)行金剛石納米印壓成孔實驗獲得一套最佳工藝參數(shù);總結(jié)材料成形規(guī)律;對樣件斷裂形式和表面形貌進(jìn)行檢測分析,驗證理論研究和數(shù)值模擬的必要性和正確性,為形成自主產(chǎn)權(quán)的金剛石納米印壓單側(cè)超微孔成形技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1
【部分圖文】：

超聲波測漏儀整個標(biāo)定組件和帶超微孔的標(biāo)定樣件雖然在國外通過飛秒激光[2]

微孔加工方法示意圖

機(jī)械沖壓加工的微細(xì)孔上下表面

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)會議論文 前1條

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本文編號：2828231