材料充填流動(dòng)性能差、接觸摩擦力大、成形精度差、變形不均勻性嚴(yán)重等難題嚴(yán)重制約著微塑性成形技術(shù)的發(fā)展。超聲振動(dòng)輔助微成形具有提高材料的成形性能、降低成形過(guò)程中的載荷以及改善模具與材料之間的摩擦等優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn),并為解決微體積成形中面臨的問(wèn)題提供了嶄新的思路。因此,進(jìn)行超聲振動(dòng)輔助純銅微鐓粗理論與實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)于豐富和發(fā)展微塑性成形理論和工藝,促進(jìn)超聲振動(dòng)輔助微塑性成形技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要的理論意義與工程價(jià)值。本文以超聲振動(dòng)輔助純銅微鐓粗為研究對(duì)象,通過(guò)微鐓粗實(shí)驗(yàn)、晶粒尺度數(shù)值模擬與分子動(dòng)力學(xué)模擬等方法,系統(tǒng)地研究了超聲振動(dòng)對(duì)純銅微鐓粗變形的成形載荷、流動(dòng)應(yīng)力、微觀組織、界面摩擦和位錯(cuò)演變等的影響規(guī)律,揭示了超聲振動(dòng)在材料變形中的作用機(jī)理。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:進(jìn)行了純銅超聲振動(dòng)輔助微鐓粗試驗(yàn),將頻率為28 kHz,不同振幅的超聲振動(dòng)施加到純銅的室溫鐓粗過(guò)程中,研究了超聲振動(dòng)對(duì)純銅微鐓粗過(guò)程中的流動(dòng)應(yīng)力、變形質(zhì)量和顯微組織的影響規(guī)律。研究了不同試樣尺寸、晶粒尺寸下超聲振動(dòng)輔助微鐓粗過(guò)程中流動(dòng)應(yīng)力的變化,分析了超聲振動(dòng)輔助微體積成形過(guò)程中的尺寸效應(yīng)。在對(duì)現(xiàn)有的材料本構(gòu)模型與尺... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２材料的表面層模型ＭＩ??

同晶粒尺寸的純銅板研究了超聲振動(dòng)對(duì)微壓印成形的影響。他們使用經(jīng)過(guò)不同退??火處理的０．３?ｍｍ的純銅板進(jìn)行試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，超聲振動(dòng)輔助微壓印對(duì)于大晶??粒材料作用效果更加明顯，如圖１－３所示，晶粒較大時(shí)，材料的流動(dòng)性能高，成??形同樣高度時(shí)所需載荷較小。研宄同時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同晶粒大小的材料，經(jīng)過(guò)超聲輔??助微壓印成形后可以獲得相近的表面粗糙度。??—??２０??３５?；?Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?３２?１Ｈ?Ｐ］??ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｈｅｉｇｈｔ?Ｈｔｒ?［％］＼?一￡??￡?３０＇?２６?１６』??１?２５?：?Ｚ，?１５?＾?１４?Ｉ??１?２０，’?，’?：?１２?ｉ??Ｃ?２０??－〇?：?？￡??Ｅ?ｙ?■．?１０?？〇??：?，??＊■?〇??°?１５?■?，?９?：?８?ｏ??〇?＊??？：?人?：?ｓ??２?ｉｎ?：?＼＼?；?６?２??〇）?１Ｕ?：?ｙ?＇?Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?〇＞??Ｉ?－?＾?ｃｏｉｎｉｎｇ?ｆｏｒｃｅ?Ｆｃｏｉｎ?［％］?：?４?｜??＜〇?ｃ?／?＾?ｒａ??§?ｉ?２?§??—?〇?Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：?Ｐｕｒｅ?Ｃｕ－ｐｌａｔｅ??〇?ｑ??０?１０?２０?３０?４０?５０??Ａｖｅｒａｇｅ?ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｅ?［ｐｍ］??圖１－３超聲作用下微壓印成形高度以及成形力與晶粒大小的關(guān)系【《】??在降低材料與模具間的摩擦力以及提高成形件表面質(zhì)量方面，ＰｏｈｌｍａｎＰＩ研??宄了超聲振動(dòng)對(duì)摩擦系數(shù)的影響

變形不均勻性降低，變形抗力增加；通過(guò)離散Ｖｏｒｏｎｏｉ圖得到模型的變形抗力大于光滑模型，粗糙模型精度較光滑模型要高。哈爾濱工業(yè)的伊興華［５（）］在有限元與晶體塑性力學(xué)的基礎(chǔ)上采用Ｖｏｒｏｎｏｉ圖建模，模擬多晶體微觀結(jié)構(gòu)的影響因素，對(duì)晶粒尺寸、晶體的取向以及網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格等因素進(jìn)行了討論并建立了?ｆｅｅ多晶體塑性變形模型，研宄了純銅的單向程。Ｆｕｎｇ－Ｈｕｅｉ?Ｙｅｈ等［５１］為了探討尺寸效應(yīng)對(duì)微成形的影響，采用ＡＮＳＹＳ－ＤＹＮＡ模擬研究了微杯形件深沖壓成形過(guò)程。模擬結(jié)果表明，微杯形件變化和應(yīng)力分布合理。Ｋｒｉｓｈｎａｎ等通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元模擬，研宄了微擠中的尺寸效應(yīng)，他們發(fā)現(xiàn)摩擦條件不均勻，取決于變形部分的尺寸。傅明旺］建立了微成形模擬的本構(gòu)模型，對(duì)微鐓粗與微擠壓過(guò)程進(jìn)行了模擬，驗(yàn)證了的合理性。此外，他還通過(guò)有限元模擬，提取了多晶體的晶粒分布，建立了體有限元模擬模型，模擬研宄了晶粒尺寸對(duì)變形行為和流動(dòng)應(yīng)力的影響ｍ，１－４所示。??（Ａ叫?７５％）?＿

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]基于分子動(dòng)力學(xué)的Al2Cu單軸拉伸模擬與力學(xué)性能分析[D]. 方洲.南昌航空大學(xué) 2017
[2]超聲波輔助微擠壓成形性能與微觀組織演變規(guī)律[D]. 陳恒.深圳大學(xué) 2015
[3]常溫下超聲波微擠壓成形對(duì)ZK60鎂合金流變行為的影響[D]. 龍敏.深圳大學(xué) 2015
[4]超薄板材脈沖激光微沖擊成形過(guò)程數(shù)值模擬[D]. 張明浩.山東大學(xué) 2008
[5]面心立方多晶體塑性變形有限元模擬[D]. 伊興華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



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