本文關(guān)鍵詞：AgCuO復(fù)合材料塑性變形過程中組織演變的有限元模擬

  更多相關(guān)文章： 有限元模擬 反應(yīng)合成法 AgCuO復(fù)合材料 單斜CuO 立方CuO

【摘要】：銀氧化銅復(fù)合材料是一種新型環(huán)保的電觸頭材料,它具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、接觸電阻低以及耐電弧侵蝕等優(yōu)點,而受到人們的關(guān)注。本課題組前期在對AgCuO復(fù)合材料的研究時發(fā)現(xiàn),采用反應(yīng)合成法制備的AgCuO復(fù)合材料中有兩種結(jié)構(gòu)的CuO顆粒：單斜CuO顆粒以及立方CuO顆粒；而且在隨后的塑性變形過程中,立方CuO顆粒會隨著變形量的增加而變形為纖維狀,單斜CuO顆粒只是位置改變而沒有大的塑性變形。然而對于AgCuO復(fù)合材料塑性變形時纖維狀CuO的形成條件及控制機制尚不清楚,不利于對AgCuO復(fù)合材料中纖維狀與顆粒狀CuO比例的調(diào)控。因此本論文通過有限元模擬與實驗驗證相結(jié)合的方法,來闡明影響纖維狀CuO形成的條件及因素,以便于在實際加工中調(diào)控兩種形態(tài)CuO的比例,這對促進AgCuO復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重要的理論指導(dǎo)意義。本論文采用有限元軟件來模擬研究不同條件,即CuO顆粒尺寸、擠壓溫度以及模具角度對AgCuO復(fù)合材料組織演變的影響,并得到以下結(jié)論：通過研究CuO顆粒尺寸變化對組織演變的影響發(fā)現(xiàn)：隨著顆粒尺寸的減小,CuO顆粒簇徑向壓縮和軸向伸長的程度逐漸增加,CuO顆粒的分散性逐漸增強；隨著顆粒尺寸的減小,立方CuO顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀CuO的程度不斷增加,同時彎曲的纖維狀CuO比例逐漸降低,直線型纖維CuO比例不斷增加,而且直線纖維都與軸線平行。通過研究模具角度對組織演變的影響發(fā)現(xiàn)：隨著模具角度的增加,試樣表面附近的CuO顆粒分散性逐漸增強,立方CuO纖維不斷變細(xì)變長,而且立方CuO顆粒纖維化現(xiàn)象沿徑向向內(nèi)逐漸降低。同時發(fā)現(xiàn)了擠壓過程中,AgCuO復(fù)合材料溫度的變化規(guī)律：開始擠壓時,試樣前端溫度最高,溫度沿徑向向外逐漸降低,而橫向溫度變化不大,最低溫度出現(xiàn)在擠壓桿與模具的夾角處；試樣進入變形區(qū)時,變形區(qū)的溫度最高,溫度沿著軸向逐漸降低,沿徑向基本一致,最低溫度出現(xiàn)在擠壓桿與模具的夾角處；試樣完全進入定徑帶后,最高溫度出現(xiàn)在變形區(qū)左邊試樣心部,溫度從變形區(qū)向兩邊沿軸向逐漸降低,最低溫度出現(xiàn)在試樣的表面。對擠壓過程中CuO顆粒形態(tài)演變規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)：立方CuO顆粒從進入變形區(qū)就開始變形,塑性變形主要發(fā)生在定徑帶內(nèi)；立方CuO顆粒尺寸越小,模具角度越大,越容易變形。單斜CuO顆粒在擠壓時只是發(fā)生位置的偏移或移動,自身變形不明顯；但小尺寸的單斜CuO顆粒有利于突破本身不能變形的限制。最后,通過對比實驗結(jié)果與模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于單斜、立方CuO顆粒在擠壓過程相互影響,在其組織中都存在四種典型的組織區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：有限元模擬 反應(yīng)合成法 AgCuO復(fù)合材料 單斜CuO 立方CuO
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 引言12
• 1.2 Ag基電觸頭材料簡介12-18
• 1.2.1 純金屬彌散強化銀基電觸頭材料13
• 1.2.2 石墨彌散強化銀基電觸頭材料13-14
• 1.2.3 氧化物彌散強化銀基電觸頭材料14-18
• 1.2.3.1 AgCdO電觸頭材料14-15
• 1.2.3.2 AgSnO_2電觸頭材料15-16
• 1.2.3.3 AgCuO電觸頭材料16-17
• 1.2.3.4 其它AgMeO電觸頭材料17
• 1.2.3.5 AgMeO觸頭材料的制備方法17-18
• 1.3 塑性變形技術(shù)簡介18-25
• 1.3.1 大塑性變形技術(shù)18-24
• 1.3.1.1 等徑角擠壓19-20
• 1.3.1.2 高壓扭轉(zhuǎn)20-22
• 1.3.1.3 累積疊軋22-24
• 1.3.2 一般塑性變形工藝24-25
• 1.3.2.1 軋制24
• 1.3.2.2 擠壓、拉拔24-25
• 1.4 有限元簡介25-27
• 1.4.1 有限元法的發(fā)展歷史25-26
• 1.4.2 塑性有限元法的分類26-27
• 1.4.3 有限元在電接觸材料中的應(yīng)用27
• 1.5 課題研究的背景、目的及意義27-28
• 1.6 主要研究內(nèi)容與課題來源28-29
• 1.6.1 主要研究內(nèi)容28
• 1.6.2 課題來源28-29
• 第二章 研究方案與實驗設(shè)計29-31
• 2.1 研究方案29
• 2.2 實驗設(shè)計29-31
• 2.2.1 反應(yīng)合法制備AgCuO復(fù)合材料29-30
• 2.2.2 塑性變形工藝30
• 2.2.3 有限元模擬30-31
• 第三章 AgCuO有限元模型31-44
• 3.1 有限元軟件介紹31-32
• 3.2 MSC Marc使用及功能介紹32-36
• 3.2.1 分析問題并簡化模型32-33
• 3.2.2 幾何模型的建立33
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.2.4 材料特性34
• 3.2.5 接觸條件34-35
• 3.2.6 初始條件35
• 3.2.7 網(wǎng)格重劃分35-36
• 3.2.8 載荷工況36
• 3.2.9 分析任務(wù)36
• 3.3 AgCuO有限元模型的建立36-43
• 3.3.1 問題分析與簡化37
• 3.3.2 幾何模型建立37-38
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分與單元類型的選擇38-39
• 3.3.4 定義材料特性39-42
• 3.3.5 接觸條件定義42
• 3.3.6 定義初始條件42
• 3.3.7 定義網(wǎng)格重劃分參數(shù)42
• 3.3.8 定義載荷工況42
• 3.3.9 定義分析任務(wù)42-43
• 3.4 模擬過程設(shè)計43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 結(jié)果與討論44-84
• 4.1 不同CuO顆粒尺寸對組織變化的影響44-57
• 4.1.1 應(yīng)力、應(yīng)變分析45-52
• 4.1.2 組織形貌分析52-57
• 4.2 不同溫度對組織變化的影響57-68
• 4.2.1 溫度分析57-59
• 4.2.2 組織形貌分析59-63
• 4.2.3 應(yīng)力、應(yīng)變分析63-68
• 4.3 不同擠壓角度對組織變化的影響68-75
• 4.3.1 組織形貌分析68-70
• 4.3.2 應(yīng)力、應(yīng)變以分析70-75
• 4.4 實驗結(jié)果75-82
• 4.4.1 物相分析75-76
• 4.4.2 顯微組織分析76-78
• 4.4.3 對比分析78-82
• 4.5 本章小結(jié)82-84
• 第五章 結(jié)論84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻86-93
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及獎勵93

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3 付，

本文編號：647448