本文關(guān)鍵詞：3J21合金微沖裁殘余應(yīng)力研究

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【摘要】：Co40NiCrMn合金(3J21合金)是一種已獲得廣泛應(yīng)用的鈷基高彈性合金,具有無磁、高的強度和硬度、耐疲勞和酸堿腐蝕等良好的機械性能。因此,3J21合金常被用來制造高精密儀器及航天航空中的微型彈性元件。與此同時,迅猛發(fā)展的微電子機械系統(tǒng)促使微小零件的需求量急劇增加,并且產(chǎn)品的微型化對微小零件的準確、高質(zhì)量成形提出了很高的要求。微沖裁作為一種新穎的塑性加工技術(shù),非常適用于工業(yè)中大批量生產(chǎn)具有良好斷面質(zhì)量和較高尺寸精度的微小型零件。然而,微沖裁成形的零件內(nèi)部會產(chǎn)生殘余應(yīng)力,它不會隨著成形過程的結(jié)束而消失,而殘余應(yīng)力的存在會影響零件的使用性能和疲勞壽命。因此,研究微沖裁件的殘余應(yīng)力,對提高其服役安全性和揭示其失效機制具有十分重要的意義。通過對無應(yīng)力狀態(tài)下的3J21合金進行納米壓痕試驗來研究壓痕尺寸效應(yīng),探索壓頭壓入深度對載荷-壓深曲線及硬度、彈性模量等材料性能參數(shù)的影響。引入常用的壓痕尺寸效應(yīng)描述模型,分析壓入深度的變化對3J21合金硬度的影響規(guī)律,并確定利用納米壓痕測試法測試微沖裁件殘余應(yīng)力的合適壓入深度。針對應(yīng)用于微沖裁件的3J21合金,利用單軸拉伸試驗來獲得其材料力學(xué)性能參數(shù),基于金屬材料常用的Johnson-Cook本構(gòu)關(guān)系方程,建立起3J21合金的簡化J-C本構(gòu)關(guān)系方程。利用有限元軟件對3J21合金的微沖裁過程進行分析,研究不同單邊沖裁間隙對微沖裁過程的影響規(guī)律,探索了微沖裁過程中應(yīng)力的變化及分布規(guī)律。利用本課題組自主研制的高精密微沖裁成形設(shè)備,根據(jù)對3J21合金微沖裁過程的有限元分析結(jié)果來確定沖裁模具的單邊沖裁間隙,在厚度為1001μm的3J21合金箔片上沖裁出邊長為400gm的正方形微沖裁零件。結(jié)果顯示,微沖裁成形的零件形狀較為規(guī)則,且沖裁斷面分為較為明顯的四個部分,證明該設(shè)備具有較高精度的成形能力。分別對無應(yīng)力狀態(tài)下3J21合金和以3J21合金為沖裁板料的微沖裁件進行納米壓痕試驗,研究殘余應(yīng)力的存在對相關(guān)壓痕參數(shù)的影響規(guī)律。結(jié)果顯示,殘余應(yīng)力僅對壓痕產(chǎn)生過程的加載響應(yīng)有影響,而與其卸載響應(yīng)無關(guān)。根據(jù)這一試驗結(jié)果,從壓痕產(chǎn)生過程中壓頭做功的角度出發(fā),基于能量守恒的觀點建立了適用于3J21合金微沖裁件的殘余應(yīng)力計算模型,并采用預(yù)應(yīng)力施加的方式對壓痕試驗進行有限元仿真,驗證所建立的殘余應(yīng)力計算模型的正確性,最后利用其測量出3J21合金微沖裁件殘余應(yīng)力。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG386.2

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1 ;第12屆全國殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)交流會在武漢召開[J];理化檢驗(物理分冊);2003年01期

2 陳鵬;振動消除宏觀殘余應(yīng)力的機理研究[J];電焊機;2005年01期

3 ;第15屆全國殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)交流會第1輪通知[J];電鍍與環(huán)保;2009年03期

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5 周喜來;蔣士杰;劉瑞光;;石化在役設(shè)備的焊縫殘余應(yīng)力的消除與控制[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年02期

6 ;第17屆全國殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)會議暨國際殘余應(yīng)力研討會(第1輪通知)[J];中國機械工程;2013年08期

7 ;2013年全國殘余應(yīng)力學(xué)術(shù)會議暨國際殘余應(yīng)力研討會將在上海召開[J];中國表面工程;2013年02期

8 高路;圓筒殘余應(yīng)力的測定法[J];化工設(shè)備設(shè)計;1979年04期

9 李廣鐸;蘇建新;王維容;劉柏梁;;鞲鞴?jié)q圈殘余應(yīng)力的測試與分析[J];機車車輛工藝;1982年05期

10 曾春華;;殘余應(yīng)力對疲勞的影響[J];機械強度;1984年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳超;潘春旭;;殘余應(yīng)力測量技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[A];湖北省第九屆熱處理年會論文集[C];2004年

2 游敏;鄭小玲;;對接接頭橫向殘余應(yīng)力調(diào)控技術(shù)研究[A];中西南十省區(qū)（市）焊接學(xué)會聯(lián)合會第九屆年會論文集[C];2006年

3 張小勇;楚建新;葉軍;陸艷杰;劉鑫;;銅應(yīng)力緩解層對陶瓷-金屬連接殘余應(yīng)力的影響[A];電子陶瓷，陶瓷，金屬封接與真空開頭管用管殼的技術(shù)進步專輯[C];2006年

4 鄭杰;張顯程;;高溫環(huán)境誘導(dǎo)的表面強化處理殘余應(yīng)力的釋放[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 朱麗娜;徐濱士;王海斗;王成彪;;相關(guān)技術(shù)在殘余應(yīng)力檢測中的應(yīng)用[A];第八屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2010年

6 潘勤學(xué);栗勇;徐春廣;肖定國;楊向臣;伍懿;;超聲法焊縫殘余應(yīng)力檢測技術(shù)研究[A];2011年機械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

7 任小平;劉怡;;一種無損測試焊接板件殘余應(yīng)力的方法[A];第九屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅲ卷[C];2000年

8 游敏;鄭小玲;;對接接頭橫向殘余應(yīng)力調(diào)控技術(shù)研究[A];湖北省暨武漢焊接學(xué)會成立二十五周年2005年焊接學(xué)術(shù)年會文集[C];2005年

9 宇慧平;韓長錄;;超高強鋼電阻點焊殘余應(yīng)力研究[A];北京力學(xué)會第20屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

10 鄭永男;左翼;周冬梅;范平;袁大慶;朱升云;;正電子湮沒方法研究材料中殘余應(yīng)力[A];第四屆全國反應(yīng)堆物理與核材料學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 實習(xí)記者 王恒;控制殘余應(yīng)力——尋找加工變形的解決之道[N];中國航空報;2014年

2 陶萍萍;中建鋼構(gòu)用新技術(shù)消除鋼板墻殘余應(yīng)力[N];現(xiàn)代物流報;2013年

3 ;殘余應(yīng)力與加工變形控制技術(shù)[N];中國航空報;2013年

4 ;抗疲勞制造工藝優(yōu)化方案[N];中國航空報;2013年

5 ;殘余應(yīng)力與變形控制整體解決方案在航空鋁合金鍛件中的應(yīng)用[N];中國航空報;2013年

6 藺軍 謝艷花;央視新樓鋼構(gòu)制作特點與加工工藝[N];建筑時報;2007年

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1 姜杰鳳;高鎖螺栓干涉安裝及其對螺接結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響[D];浙江大學(xué);2014年

2 宋文濤;殘余應(yīng)力超聲無損檢測與調(diào)控技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

3 張崢;飛機弱剛性鋁合金結(jié)構(gòu)件的殘余應(yīng)力和加工變形控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

4 李峰;基于定位強化感應(yīng)加熱技術(shù)的磨削表面殘余應(yīng)力控制研究[D];清華大學(xué);2015年

5 王軍強;大型殼體結(jié)構(gòu)焊接變形及殘余應(yīng)力調(diào)控方法研究[D];北京交通大學(xué);2016年

6 董亞波;2A14鋁合金厚板殘余應(yīng)力表征及消減工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 劉海濤;精密薄壁回轉(zhuǎn)體零件加工殘余應(yīng)力及變形的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 曹江;2A02高強度鋁合金熱加工殘余應(yīng)力研究及其數(shù)值模擬[D];西南石油大學(xué);2014年

9 朱麗娜;基于納米壓痕技術(shù)的涂層殘余應(yīng)力研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

10 陶波;熱壓玻璃透鏡里的殘余應(yīng)力研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

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1 任喜強;熱軋H700×300型鋼殘余應(yīng)力的控制[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 宋金潮;非調(diào)質(zhì)鋼棒材軋后冷卻過程殘余應(yīng)力數(shù)值模擬及實驗研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 翟紫陽;超高強鋼厚板結(jié)構(gòu)件MIG焊溫度場應(yīng)力場數(shù)值模擬及試驗研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 康玲;正交異性鋼橋面板縱、橫肋焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2015年

5 孫彥文;Q345B鋼等離子-MAG復(fù)合焊工藝研究[D];西南交通大學(xué);2015年

6 王曉臣;面向衛(wèi)星零件工藝設(shè)計的拓撲優(yōu)化技術(shù)研究[D];北華航天工業(yè)學(xué)院;2015年

7 劉何亮;U肋與頂板連接焊縫殘余應(yīng)力的三維數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2015年

8 余洋;軋輥殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

9 楊建華;考慮殘余應(yīng)力影響下軸壓蜂窩構(gòu)件穩(wěn)定承載力研究[D];沈陽建筑大學(xué);2015年

10 宋曉梅;殘余應(yīng)力對不同幾何和材料拘束試樣蠕變裂紋起裂和擴展行為的影響[D];華東理工大學(xué);2016年

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本文編號：1298578