材料充填流動性能差、接觸摩擦力大、成形精度差、變形不均勻性嚴重等難題嚴重制約著微塑性成形技術(shù)的發(fā)展。超聲振動輔助微成形具有提高材料的成形性能、降低成形過程中的載荷以及改善模具與材料之間的摩擦等優(yōu)點,成為近年來的研究熱點,并為解決微體積成形中面臨的問題提供了嶄新的思路。因此,進行超聲振動輔助純銅微鐓粗理論與實驗研究,對于豐富和發(fā)展微塑性成形理論和工藝,促進超聲振動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值。本文以超聲振動輔助純銅微鐓粗為研究對象,通過微鐓粗實驗、晶粒尺度數(shù)值模擬與分子動力學(xué)模擬等方法,系統(tǒng)地研究了超聲振動對純銅微鐓粗變形的成形載荷、流動應(yīng)力、微觀組織、界面摩擦和位錯演變等的影響規(guī)律,揭示了超聲振動在材料變形中的作用機理。論文的主要研究內(nèi)容如下:進行了純銅超聲振動輔助微鐓粗試驗,將頻率為28 kHz,不同振幅的超聲振動施加到純銅的室溫鐓粗過程中,研究了超聲振動對純銅微鐓粗過程中的流動應(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輔助微鐓粗過程中流動應(yīng)力的變化,分析了超聲振動輔助微體積成形過程中的尺寸效應(yīng)。在對現(xiàn)有的材料本構(gòu)模型與尺... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：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對微壓印成形的影響。他們使用經(jīng)過不同退??火處理的０．３?ｍｍ的純銅板進行試驗，研究發(fā)現(xiàn)，超聲振動輔助微壓印對于大晶??粒材料作用效果更加明顯，如圖１－３所示，晶粒較大時，材料的流動性能高，成??形同樣高度時所需載荷較小。研宄同時發(fā)現(xiàn)，不同晶粒大小的材料，經(jīng)過超聲輔??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??宄了超聲振動對摩擦系數(shù)的影響

變形不均勻性降低，變形抗力增加；通過離散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，對晶粒尺寸、晶體的取向以及網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格等因素進行了討論并建立了?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等通過實驗和有限元模擬，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，對微鐓粗與微擠壓過程進行了模擬，驗證了的合理性。此外，他還通過有限元模擬，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變形行為和流動應(yīng)力的影響ｍ，１－４所示。??（Ａ叫?７５％）?＿

【參考文獻】：
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本文編號：2921531