發(fā)布時(shí)間：2020-09-04 20:39

　　 隨著近代高新技術(shù)的快速發(fā)展,微零件在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。由于塑性成形可以批量生產(chǎn)、生產(chǎn)高效率、性能穩(wěn)定等特點(diǎn),使塑成形技術(shù)在塑性成形領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分的廣闊。但是隨著零件尺寸的減小,特別是在材料的晶粒尺寸接近零件的特征尺寸時(shí),在成形過(guò)程中材料的成形規(guī)律表現(xiàn)出與宏觀尺寸成形規(guī)律不同的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象,使得微成形應(yīng)用受到了相當(dāng)大的限制。目前,對(duì)于金屬薄板的筒形件拉深的尺寸效應(yīng)的研究較少。本文初步研究了304不銹鋼薄板在微塑性成形過(guò)程中的材料特性,通過(guò)模型建立和數(shù)值模擬驗(yàn)證了尺寸效應(yīng)的存在并給予了合理的解釋。首先通過(guò)簡(jiǎn)單的單向拉伸實(shí)驗(yàn)研究了材料的力學(xué)特性。本文將不同熱處理溫度、不同厚度的304不銹鋼薄板進(jìn)行了單向拉伸實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著薄板厚度的減小,薄板的流動(dòng)應(yīng)力越大表現(xiàn)出明顯尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。如果以相對(duì)晶粒厚度表示厚度與平均晶粒大小的比值,則薄板的流動(dòng)應(yīng)力,隨著相對(duì)晶粒厚度的減小而增大,以此為依據(jù)建立模型,計(jì)算結(jié)果可以合理預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次進(jìn)行筒形件微拉深實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)拉深過(guò)程中薄板的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的分析,建立最大拉深力計(jì)算公式,當(dāng)薄板厚度較大時(shí)可以很好的預(yù)測(cè)不同厚度薄板的最大拉深力,但是當(dāng)薄板厚度較小時(shí)效果較差。最后結(jié)合有限元數(shù)值模擬技術(shù),采用ABAQUS分析軟件,對(duì)304不銹鋼薄板筒形件微拉深成形進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)微拉深實(shí)驗(yàn)中筒形件的建模分析表明:在微拉深過(guò)程中,不同的凸凹模圓角半徑,對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的分布有一定的影響,且等效應(yīng)力的最大值主要集中在凹模圓角半徑區(qū)域;在最大拉深力的模擬中,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相接近,要優(yōu)于建模計(jì)算的結(jié)果。
【學(xué)位單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG306
【部分圖文】：

微系統(tǒng)技術(shù)、微電機(jī)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)微型、功能集成等優(yōu)點(diǎn)，成為各的熱點(diǎn)，被世界公認(rèn)為是與信息技術(shù)、生物技術(shù)并列的另一個(gè)產(chǎn)業(yè)十分廣闊[1]。品微型化的要求下，對(duì)微零件可靠性的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，這就對(duì)了更高的要求，比如如何生產(chǎn)小體積、高精度、性能穩(wěn)定、高密零件。針對(duì)這些問(wèn)題探索微塑成形技術(shù)的成形理論和研究金屬塑性為諸多學(xué)者的關(guān)注的焦點(diǎn)。雖然世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日進(jìn)行了大量的研究并且取得了一些可觀的成果，但對(duì)整個(gè)微塑成形目前為止還處于探索和實(shí)驗(yàn)研究階段。所以在技術(shù)探索中，該領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)，掌握核心技術(shù)意味著搶占科學(xué)技術(shù)的制高點(diǎn)[2]。因此術(shù)的基礎(chǔ)理論和工藝方法，應(yīng)用數(shù)值模擬對(duì)成形工藝進(jìn)行優(yōu)化，具意義。微塑成形制成的微零件在日常生活領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，比如心子槍微拉深杯、CPU 內(nèi)部引腳、微型擠壓零件、微型罩殼等。如圖示。

c)體積微成形件 d)微型罩殼c)Volume micro forming d)Miniature housings圖 1-2 微型零件[4,6]Fig.1-2 Micro parts[4,6]塑成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀微塑成形技術(shù)研究進(jìn)展宏觀塑性成形相比，當(dāng)微零件的至少有一個(gè)維度的幾何尺寸在毫米級(jí)以微零件成形過(guò)程中，材料的力學(xué)性能表現(xiàn)出與宏觀成形中的力學(xué)性能的，這就是所謂的“尺寸效應(yīng)”[7]。研究尺寸效應(yīng)是研究微成形技術(shù)的基ul 等[8]使用晶粒大小相同不同厚度的純鋁薄板進(jìn)行了薄板單向拉伸實(shí)驗(yàn)明隨著薄板厚度的減小，流動(dòng)應(yīng)力和屈服應(yīng)力逐漸減小。T.A.Kans uNi18Zn20 和 CuZn15 薄板進(jìn)行拉伸試驗(yàn)中，研究結(jié)果表明：隨著薄板小，流動(dòng)應(yīng)力呈現(xiàn)出逐漸減小的現(xiàn)象，當(dāng)晶粒大小的尺寸和薄板厚度的

第 1 章 緒論，如圖 1-3 宏觀拉深件和微拉深件的對(duì)比圖。發(fā)現(xiàn)在拉深比深件的成形質(zhì)量良好，而微拉深件凸緣處有褶皺，由于微部分的阻礙作用明顯，成形過(guò)程中壓邊力呈波動(dòng)性變化從而皺能力降低。Iran Aminzahed 等[12]研究了壓邊力對(duì)盒形件在影響，實(shí)驗(yàn)表明通過(guò)對(duì)成形力和回彈數(shù)據(jù)分析，壓邊力在宏拉深中的作用明顯。Justinger H 等[13,14]對(duì)黃銅箔微拉深和沖形出高質(zhì)量的微筒形件。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳曉;;拉壓不同彈性模量薄板上圓孔的應(yīng)力分析[J];力學(xué)季刊;2016年03期

2 王傳杰;王春舉;徐杰;張鵬;單德彬;郭斌;王振龍;;直徑方向上僅有幾個(gè)晶粒時(shí)純鎳絲材的拉伸變形行為（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2016年07期

3 陳玨;胡軍;趙運(yùn)磊;;基于ABAQUS的摩擦對(duì)拉深模具的影響研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年06期

4 董湘懷;王倩;章海明;彭芳;郭斌;單德彬;;微成形中尺寸效應(yīng)研究的進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2013年02期

5 徐杰;郭斌;單德彬;王春舉;李明星;;T2銅箔精密微沖孔工藝(英文)[J];納米技術(shù)與精密工程;2010年03期

6 陳勇;齊樂(lè)華;周計(jì)明;楊方;;超塑性微擠壓成形控制系統(tǒng)研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2009年02期

7 席慶標(biāo);董湘懷;;微拉深成形工藝及模具設(shè)計(jì)研究[J];鍛壓技術(shù);2007年04期

8 張凱鋒;丁水;雷濵;王國(guó)峰;;電沉積納米鎳薄板的超塑微拉深性能[J];中國(guó)機(jī)械工程;2007年08期

9 馬寧;董湘懷;;第Ⅱ類尺度效應(yīng)對(duì)微拉深成形的影響[J];塑性工程學(xué)報(bào);2007年01期

10 董湘懷,黃樹(shù)槐,李志剛,夏巨諶,李德群;塑性加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)機(jī)械工程;2000年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 周健;銅箔力學(xué)性能的尺寸效應(yīng)及微拉深成形研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 孟慶當(dāng);304不銹鋼薄板微沖壓成形中尺寸效應(yīng)的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 王姚舟;微小型接插件沖壓工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 賈蓮蓮;C2680黃銅箔微圓筒拉深工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

4 席慶標(biāo);微拉深工藝的實(shí)驗(yàn)研究及計(jì)算機(jī)模擬[D];上海交通大學(xué);2007年

5 童敏杰;電沉積法制備細(xì)晶銅的微成形性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2812560