隨著對微細零件和精密零件的需求不斷增加,微成形工藝受到日益廣泛的關注。雖然這種以塑性成形手段加工微細零件的方法適合大批量工業(yè)化生產(chǎn),但尺寸效應的存在為微成形的應用帶來了困難。尺寸效應主要包括流動應力的尺寸效應、摩擦的尺寸效應和成形工件的離散性。在摩擦方面,潤滑條件下的摩擦尺寸效應已經(jīng)得到廣泛的研究,并且可以用“開口閉口潤滑包模型”來解釋。而無潤滑下的摩擦尺寸效應還沒有形成定論。在數(shù)值模擬方面,目前的有限元模擬設計方法大多是基于經(jīng)典塑性理論框架的,不能直接應用于微成形的數(shù)值模擬中。采用晶體塑性有限元模擬(Crystal Plastic Finite Element)的方法,可以使晶粒結(jié)構(gòu)以及晶粒的各向異性在模擬中得到體現(xiàn),從而大大提高模擬的準確性。針對上述問題,本文分析明確了微成形中潤滑摩擦和干摩擦下的尺寸效應以及產(chǎn)生的機理,在介紹體積成形中的三種摩擦模型基礎上,重點對Wanheim/Bay摩擦模型中的參數(shù)剪切膜強度系數(shù)mc。和實際接觸比α進行了說明,并建立了Wanheim/Bay摩擦模型應用于通用有限元軟件的轉(zhuǎn)換形式;結(jié)合晶界強化理論和表面層理論,建立了尺寸影響的多晶體材料流動模型,定義了晶界區(qū)域體積分數(shù)δ和內(nèi)外晶界體積分數(shù)之比η'/η2個尺度參數(shù)并給出了 2個尺寸參數(shù)的計算方法;刀通過純銅圓柱微鐓粗實驗,對流動應力的尺度效應進行了驗證,并對尺度影響的純銅本構(gòu)關系進行求解;運用多因素純銅微鐓粗實驗研究了摩擦因子與晶粒尺寸、試樣尺寸、模具硬度和模具粗糙度的關系,運用EBSD研究了晶粒分布對變形的影響以及變形中的織構(gòu)演化;基于Voronoi多邊形和Abaqus/Python二次開發(fā),建立了多晶體隨機取向有限元模型,對純銅微鐓粗實驗進行了數(shù)值模擬。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH117;TG316.11
【部分圖文】：

典塑性理論框架的，不能直接應用于微小尺度范圍問題的解決中。針對這一問題，逡逑有學者提出了晶體塑性有限兀模擬（Ｃｒｙｓｔａｌ邋Ｐｌａｓｔｉｃ邋Ｆｉｎｉｔｅ邋Ｅｌｅｍｅｎｔ）的概念。圖逡逑１－４和圖１－５分別展示了利用ＡＢＡＱＵＳ進行ＣＰＦＥ的基本流程，以及微擠出工藝逡逑的ＣＰＦＥ結(jié)果。逡逑＾邋＿邐＾邋ｅｓｓ＊＊邋ａｅｒａ＞？ａｉｉＢｒ邋ｓｅ＊邐ｓ邐ｓ邋９邋ｓｓ邋ｓ？邐ｓ邋ｂｂ邋ｂｅ邋ｗ邋？ｋ邋ａｅ邋ｅ？－邋ｔｓ，邋＾？ｅｒｓａｍ？ａＢ＞ｒ－ｎａ＜ｓ？：ｓ邋ｓ邐ｋ逡逑ｉ邐Ｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ邋！邋，邋ＦＥ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邐１邋，邋Ｐｏｓｔ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ逡逑Ｉ邋￣邐１邋｜邐｜邋５邋Ｊ逡逑Ｖｉｒｔｕａｌ邐３邋｜邐Ｍａ欲ｅｒｉａｉ邐ｊ邋ｊ邋ｊ逡逑Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｎｒｃ邐；邋１邐Ｍｏｄｅｌｉｎｇ邐｜邋ｆ邋１逡逑！邐Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ邐？邋Ｉ邐ＶＵＭＡＴ邋）邋１邋！逡逑；＇邐？邐�。海н姡赃姡�；；邐：逡逑！邐%煎嗚危翦危誨�！逦＿逦Ｕd義縣卞澹粒攏粒眩眨櫻茫粒佩濉掊澹粒攏粒眩眨渝澹螅錚歟觶澹蟈危粒攏粒眩眨櫻茫粒佩義希體危赍濉危桑赍澹蹋叔五義賢跡保蠢茫粒攏粒眩眨詠校茫校疲諾幕玖鞒蹋郟保福蒎義希五澹罰跺濉義希桑桑桑保桑保叔義希甛lｆ邋＿曹逡逑圖】－５邋Ｃ

１＾丫［３３］采用滑移線方法，對干摩擦情況下接觸面的演化進行了分析。逡逑假設工具表面是光滑的平面，而坯料具有一定的粗糙度，使坯料自由表面與工具逡逑表面的初始夾角為｝，。。不同的ｙ。所對應的滑移線場如圖２－２所示。逡逑ｆ＝０．３４邋ｙ邋＝５°逡逑ｙ＝１５°逡逑ｙ＝３０°逡逑圖２－２不同ｙ0所對應的滑移線場［３３］逡逑通過對滑移線場的分析發(fā)現(xiàn)，當坯料表面微凸體具有不同初始高度，即不同逡逑的ｙ。時，表面接觸比和摩擦應力的值是不同的。其變化趨勢如圖２－３所示。逡逑．Ｓ邋！0邐ｖ－ｃ邋１０邐邐ｌ，＝１５＇逡逑，二二逡逑0邋0邋＇■—－１邋．邋Ｉ邋■邋．邋■邋￣—邋邋Ｑ邋Ｑ邐邐邐邋■邋？，邋ｉ邋■邋￣邋１邋■邋丨＿—邋逡逑＂ＣＯ邋０．４邐１．２邋１．６邋２．０邋２．４邋２Ｂ邐００邋２．４邋０邋８邋Ｕ邋１．６邋２．０邋１Ｃ邋２９逡逑ｎｏｒｍａｌ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｑ／ｃ；邐ｎｃｒｍａｌ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｑ／ｏ．逡逑（ａ）實際接觸比變化趨勢邐（ｂ）摩擦切應力變化趨勢逡逑圖２－３實際接觸比和摩擦切應力變化趨勢［３３］逡逑從圖２－３中可以看出，實際接觸比和無量綱摩擦切應力均隨著ｙ。的增大而增逡逑大。若將Ｗａｎｈｅｉｍ／Ｂａｙ摩擦模型中的ａ規(guī)定為７。＝０。時的實際接觸比，則對于不同逡逑的｝Ｖ表達式中的＆就對應了不同的取值。因此，坯料的初始粗糙度越逡逑大

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【參考文獻】

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本文編號：2829249