界面摩擦是金屬薄板成形過(guò)程中的重要邊界條件之一,是影響零件質(zhì)量的關(guān)鍵要素。隨著板料厚度的減小,表面積體積比增大,摩擦對(duì)成形過(guò)程的影響將更加顯著;當(dāng)板料厚度減小到微介觀尺度,晶粒尺寸對(duì)成形行為的影響不可忽略,從而產(chǎn)生顯著的尺度效應(yīng)。傳統(tǒng)的摩擦模型如庫(kù)倫摩擦模型、常因子摩擦模型、通用摩擦模型等,未對(duì)摩擦過(guò)程中晶粒的影響進(jìn)行系統(tǒng)的描述,難以適用于微細(xì)薄板成形過(guò)程,因此對(duì)微細(xì)薄板成形工藝中界面摩擦行為及晶粒尺度效應(yīng)的研究具有重要價(jià)值。本文以金屬成形中模具與工件的摩擦行為預(yù)測(cè)為目標(biāo),圍繞多晶金屬材料在摩擦過(guò)程中的表面變形與損傷及晶粒尺寸對(duì)摩擦的影響展開(kāi)研究,并結(jié)合微細(xì)金屬薄板輥壓等成形工藝,對(duì)零件的表面劃痕以及成形質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè),通過(guò)工藝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論方法的有效性。本文的主要研究工作包括:1)多晶金屬材料界面摩擦行為的晶粒尺度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究目前針對(duì)塑性多晶材料的摩擦晶粒尺度效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論存在爭(zhēng)議,不同的學(xué)者采用不同實(shí)驗(yàn)方法,得到了摩擦系數(shù)隨晶粒尺寸的增大而增大、減小以及不變的結(jié)論。為了探究摩擦晶粒尺度效應(yīng),本文根據(jù)摩擦的黏著和犁溝兩種主要機(jī)理的不同特性,設(shè)計(jì)了接觸副表面的硬度和粗糙度,并開(kāi)展銷盤... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

界面摩擦對(duì)薄板成形的影響及其尺度效應(yīng)Fig.1-2Theinfluenceofinterfacialfrictiononmetalsheetforminganditssizeeffects

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文4圖1-3 四種摩擦潤(rùn)滑狀態(tài)[14]Fig. 1-3 Four kinds of lubricating conditions[14]厚膜潤(rùn)滑狀態(tài)：如圖 1-3（a）所示，當(dāng)潤(rùn)滑膜的厚度大于 10 倍接觸表面的粗糙度時(shí)，可認(rèn)為是厚膜潤(rùn)滑狀態(tài)。在厚膜潤(rùn)滑區(qū)，接觸表面被一層連續(xù)的潤(rùn)滑膜隔開(kāi)，潤(rùn)滑膜的厚度遠(yuǎn)大于接觸表面粗糙度（RMS）和潤(rùn)滑液分子尺寸。此時(shí)，摩擦力由潤(rùn)滑液的物理特性決定，摩擦系數(shù)一般小于 0.05。由于模具與工件完全被隔開(kāi)，在厚膜潤(rùn)滑狀態(tài)下，模具表面形貌對(duì)材料表面變形幾乎沒(méi)有影響薄膜潤(rùn)滑狀態(tài)：如圖 1-3（b）所示，當(dāng)潤(rùn)滑液膜的厚度為接觸表面粗糙度的3 到 10 倍時(shí)

[15]：圖1-4 摩擦力的四個(gè)組成部分[15]Fig.1-4 Four components of friction force[15]表面接觸的黏著阻力：干摩擦?xí)r金屬與金屬接觸以及邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下邊界層與邊界層接觸都是在接觸表面產(chǎn)生黏著力，形成冷焊結(jié)點(diǎn)。在相對(duì)滑移過(guò)程中，冷焊結(jié)點(diǎn)被切向力剪斷。黏著阻力就是抵抗這種冷焊結(jié)點(diǎn)剪斷的切向阻力，用 表示；表面接觸的變形抗力：在滑移過(guò)程中，模具表面形貌側(cè)面與材料表面形貌的側(cè)面接觸，使材料形貌發(fā)生變形，從而產(chǎn)生阻礙相對(duì)滑動(dòng)的力，這個(gè)阻力稱為摩擦力的變形力分量，用 表示；模具形貌的犁切阻力：在接觸過(guò)程中，模具表面的形貌在正壓力的作用下，壓入材料表面一定深度。當(dāng)滑移發(fā)生時(shí)，模具形貌將推動(dòng)滑移方向上的材料向兩側(cè)或向下流動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]DLC薄膜摩擦行為對(duì)微拉深工藝的影響(英文)[J]. 王春舉,王傳杰,郭斌,單德彬.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(09)

博士論文
[1]介觀尺度薄板成形流動(dòng)應(yīng)力和摩擦系數(shù)的理論與試驗(yàn)研究[D]. 段先云.華南理工大學(xué) 2013
[2]微/介觀尺度下薄板成形建模分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 彭林法.上海交通大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2918164