本文關(guān)鍵詞：基于定向配置合理間隙抑制圓筒形件拉深制耳的研究

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【摘要】：金屬板料在拉深變形過(guò)程中,由于材料本身性能的差異以及加工工藝等因素的影響,會(huì)呈現(xiàn)出變形不均勻的現(xiàn)象,而變形不均勻最主要的特征是產(chǎn)生制耳(earing)。制耳不僅增加了后續(xù)的修邊工序,增大加工成本,嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致材料后續(xù)變形時(shí)出現(xiàn)破裂。本課題研究了材料機(jī)械性能的各向異性與制耳的關(guān)系,再采用定向配置不均勻間隙的拉深方法,探討了不均勻間隙和材料機(jī)械性能相互作用時(shí)圓筒形件的制耳情況,該研究為探索適用于工程實(shí)踐的低制耳拉深成形方法提供了基礎(chǔ)依據(jù)。本文引用了Hill48各向異性屈服理論,推導(dǎo)出材料的屈服應(yīng)力、Hill塑性應(yīng)變比隨纖維方向分布的理論計(jì)算模型,介紹了面內(nèi)異性材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并結(jié)合材料的單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果,分析了屈服應(yīng)力和Hill塑性應(yīng)變比試驗(yàn)值與理論值的偏差,結(jié)果表明,DC04和DC05板料的屈服應(yīng)力的偏差均不超過(guò)2.59%,Hill塑性應(yīng)變比的偏差不超過(guò)3.44%,驗(yàn)證了采用Hill48各向異性屈服理論計(jì)算屈服應(yīng)力和Hill塑性應(yīng)變比是切實(shí)可行的。通過(guò)單向拉伸試驗(yàn),還分析了Hill塑性應(yīng)變比與Lankford塑性應(yīng)變比在不同纖維方向的偏差,試驗(yàn)結(jié)果表明,DC04和DC05材料的Hill塑性應(yīng)變比是與變形程度大小無(wú)關(guān)的常數(shù),而Lankford塑性應(yīng)變比是隨變形程度不斷變化的,然而兩者的偏差最大僅為6.8%,最小偏差為0%,說(shuō)明采用Lankford塑性應(yīng)變比作為機(jī)械性能指標(biāo)是切實(shí)可行的。設(shè)計(jì)了B型和C型不均勻間隙的拉深模具和A型均勻間隙的拉深模具,其中B型凹模的不均勻間隙較大,C型凹模的不均勻間隙較小。首先,采用均勻間隙進(jìn)行拉深,探討了材料機(jī)械性能對(duì)制耳的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明,材料的屈服應(yīng)力越小(屈強(qiáng)比越小)和塑性應(yīng)變比越大時(shí),越容易形成制耳的“波峰”,反之,越容易形成制耳的“波谷”。接著,采用不均勻間隙進(jìn)行拉深,定向配置了六組不均勻間隙拉深的工藝試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在屈服應(yīng)力最大(或塑性應(yīng)變比最小)的方位,配置最小的間隙,并在屈服應(yīng)力最小(或塑性應(yīng)變比最大)的方位,配置最大的間隙進(jìn)行不均勻間隙拉深時(shí),得到的圓筒形件制耳率最低。最后,比較了均勻間隙拉深時(shí)的制耳率情況,試驗(yàn)結(jié)果表明,不均勻間隙拉深時(shí)的制耳率最大僅為均勻間隙拉深時(shí)制耳率的50%,最小僅為均勻間隙拉深時(shí)制耳的17.6%,顯然采用不均勻間隙進(jìn)行拉深大大的降低了制耳率。本研究表明,采用適應(yīng)材料機(jī)械性能各向異性的不均勻間隙拉深方法,可以獲得低制耳圓筒形件,該方法為實(shí)現(xiàn)低制耳或無(wú)制耳的近凈成形技術(shù)提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：不均勻間隙 各向異性 制耳 機(jī)械性能 金屬板料
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的來(lái)源、目的及意義10-11
• 1.2 各向異性屈服理論的研究概況11-13
• 1.3 拉深制耳的研究概況13-17
• 1.3.1 材料的機(jī)械性能對(duì)制耳的影響14-15
• 1.3.2 壓邊方式對(duì)制耳的影響15-16
• 1.3.3 坯料形狀對(duì)制耳的影響16
• 1.3.4 模具間隙對(duì)制耳的影響16-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 各向異性理論及制耳高度模型18-32
• 2.1 Hill’s1948 各向異性屈服理論18-25
• 2.1.1 單向拉伸時(shí)的屈服應(yīng)力19-21
• 2.1.2 應(yīng)變?cè)隽恐鬏S與應(yīng)力主軸的關(guān)系21-22
• 2.1.3 單向拉伸時(shí)的Hill塑性應(yīng)變比22-24
• 2.1.4 各向異性參數(shù)的確定24-25
• 2.2 面內(nèi)異性板料的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系25-28
• 2.3 制耳高度的簡(jiǎn)單計(jì)算模型28-31
• 2.3.1 Lankford塑性應(yīng)變比28-29
• 2.3.2 基于Lankford塑性應(yīng)變比的制耳高度模型29-31
• 2.4 小結(jié)31-32
• 第三章 板料的機(jī)械性能及其各向異性情況32-46
• 3.1 機(jī)械性能的表征32
• 3.2 試樣制備與試驗(yàn)方法32-40
• 3.2.1 試樣制備32-33
• 3.2.2 試驗(yàn)方法33-40
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析40-44
• 3.3.1 材料的屈服應(yīng)力隨纖維方向的分布情況40-42
• 3.3.2 材料的Hill塑性應(yīng)變比隨纖維方向的分布情況42-43
• 3.3.3 Lankford塑性應(yīng)變比與Hill塑性應(yīng)變比的比較43-44
• 3.4 小結(jié)44-46
• 第四章 筒形件拉深工藝試驗(yàn)46-70
• 4.1 材料制備及拉深工藝裝備的設(shè)計(jì)方案46-49
• 4.1.1 材料制備46-47
• 4.1.2 拉深工藝裝備設(shè)計(jì)方案47-49
• 4.2 拉深工藝試驗(yàn)過(guò)程49-55
• 4.2.1 試驗(yàn)一：A型凹模下的均勻間隙拉深試驗(yàn)50-52
• 4.2.2 試驗(yàn)二：B型凹模下的不均勻間隙拉深試驗(yàn)52-54
• 4.2.3 試驗(yàn)三：C型凹模下的不均勻間隙拉深試驗(yàn)54-55
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析55-69
• 4.3.1 筒壁高度的理論值與試驗(yàn)值比較55-56
• 4.3.2 機(jī)械性能參數(shù)對(duì)制耳的影響56-59
• 4.3.3 B型凹模的不均勻模具間隙對(duì)制耳的影響59-62
• 4.3.4 C型凹模的不均勻模具間隙對(duì)制耳的影響62-65
• 4.3.5 三種凹模拉深的制耳率比較65-69
• 4.4 小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀學(xué)位期間的主要研究成果77-78
• 致謝78

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