界面摩擦是金屬薄板成形過程中的重要邊界條件之一,是影響零件質(zhì)量的關(guān)鍵要素。隨著板料厚度的減小,表面積體積比增大,摩擦對成形過程的影響將更加顯著;當(dāng)板料厚度減小到微介觀尺度,晶粒尺寸對成形行為的影響不可忽略,從而產(chǎn)生顯著的尺度效應(yīng)。傳統(tǒng)的摩擦模型如庫倫摩擦模型、常因子摩擦模型、通用摩擦模型等,未對摩擦過程中晶粒的影響進(jìn)行系統(tǒng)的描述,難以適用于微細(xì)薄板成形過程,因此對微細(xì)薄板成形工藝中界面摩擦行為及晶粒尺度效應(yīng)的研究具有重要價值。本文以金屬成形中模具與工件的摩擦行為預(yù)測為目標(biāo),圍繞多晶金屬材料在摩擦過程中的表面變形與損傷及晶粒尺寸對摩擦的影響展開研究,并結(jié)合微細(xì)金屬薄板輥壓等成形工藝,對零件的表面劃痕以及成形質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測,通過工藝實驗驗證了理論方法的有效性。本文的主要研究工作包括:1)多晶金屬材料界面摩擦行為的晶粒尺度效應(yīng)實驗研究目前針對塑性多晶材料的摩擦晶粒尺度效應(yīng)的實驗研究結(jié)論存在爭議,不同的學(xué)者采用不同實驗方法,得到了摩擦系數(shù)隨晶粒尺寸的增大而增大、減小以及不變的結(jié)論。為了探究摩擦晶粒尺度效應(yīng),本文根據(jù)摩擦的黏著和犁溝兩種主要機(jī)理的不同特性,設(shè)計了接觸副表面的硬度和粗糙度,并開展銷盤... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：199 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

界面摩擦對薄板成形的影響及其尺度效應(yīng)Fig.1-2Theinfluenceofinterfacialfrictiononmetalsheetforminganditssizeeffects

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文4圖1-3 四種摩擦潤滑狀態(tài)[14]Fig. 1-3 Four kinds of lubricating conditions[14]厚膜潤滑狀態(tài)：如圖 1-3（a）所示，當(dāng)潤滑膜的厚度大于 10 倍接觸表面的粗糙度時，可認(rèn)為是厚膜潤滑狀態(tài)。在厚膜潤滑區(qū)，接觸表面被一層連續(xù)的潤滑膜隔開，潤滑膜的厚度遠(yuǎn)大于接觸表面粗糙度（RMS）和潤滑液分子尺寸。此時，摩擦力由潤滑液的物理特性決定，摩擦系數(shù)一般小于 0.05。由于模具與工件完全被隔開，在厚膜潤滑狀態(tài)下，模具表面形貌對材料表面變形幾乎沒有影響薄膜潤滑狀態(tài)：如圖 1-3（b）所示，當(dāng)潤滑液膜的厚度為接觸表面粗糙度的3 到 10 倍時

[15]：圖1-4 摩擦力的四個組成部分[15]Fig.1-4 Four components of friction force[15]表面接觸的黏著阻力：干摩擦?xí)r金屬與金屬接觸以及邊界潤滑狀態(tài)下邊界層與邊界層接觸都是在接觸表面產(chǎn)生黏著力，形成冷焊結(jié)點。在相對滑移過程中，冷焊結(jié)點被切向力剪斷。黏著阻力就是抵抗這種冷焊結(jié)點剪斷的切向阻力，用 表示；表面接觸的變形抗力：在滑移過程中，模具表面形貌側(cè)面與材料表面形貌的側(cè)面接觸，使材料形貌發(fā)生變形，從而產(chǎn)生阻礙相對滑動的力，這個阻力稱為摩擦力的變形力分量，用 表示；模具形貌的犁切阻力：在接觸過程中，模具表面的形貌在正壓力的作用下，壓入材料表面一定深度。當(dāng)滑移發(fā)生時，模具形貌將推動滑移方向上的材料向兩側(cè)或向下流動

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]DLC薄膜摩擦行為對微拉深工藝的影響(英文)[J]. 王春舉,王傳杰,郭斌,單德彬.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(09)

博士論文
[1]介觀尺度薄板成形流動應(yīng)力和摩擦系數(shù)的理論與試驗研究[D]. 段先云.華南理工大學(xué) 2013
[2]微/介觀尺度下薄板成形建模分析與實驗研究[D]. 彭林法.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：2918164