隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)彎曲件成形表面質(zhì)量的高要求也越發(fā)迫切。目前關(guān)于板料彎曲成形的研究多集中在成形理論上,對(duì)于其中的接觸摩擦研究相對(duì)較少。實(shí)踐表明,接觸摩擦對(duì)板料彎曲件表面質(zhì)量影響顯著,通過(guò)改善接觸摩擦狀況可以顯著改善表面質(zhì)量。因此,研究接觸摩擦對(duì)彎曲件表面質(zhì)量的影響是必要的。本文以厚度為6mm的1060純鋁板的V形三點(diǎn)式自由彎曲成形過(guò)程為研究對(duì)象,通過(guò)理論分析和有限元模擬分析了板料與凹模圓角接觸摩擦區(qū)域的受力情況,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了不同接觸摩擦條件對(duì)彎曲件表面質(zhì)量的影響,研究了接觸摩擦對(duì)彎曲件表面壓痕的影響規(guī)律和壓痕的形成機(jī)理。本文主要研究?jī)?nèi)容如下。首先簡(jiǎn)要介紹了板料彎曲變形理論,接觸模型以及摩擦模型等,并針對(duì)板料彎曲成形中的接觸摩擦問(wèn)題做了重點(diǎn)分析。其次,通過(guò)ANSYS LS-DYNA對(duì)板料彎曲成形過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬,重點(diǎn)分析了板料與凹模圓角接觸區(qū)域等效塑性應(yīng)變、接觸壓力等的變化,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供一定參考。然后,設(shè)計(jì)板料彎曲成形實(shí)驗(yàn)及摩擦參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置,確定實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量了板料彎曲成形中彎曲力、摩擦系數(shù)等參數(shù),并分別對(duì)滑動(dòng)接觸摩擦和滾動(dòng)接觸摩擦條件下所得彎曲件進(jìn)行電鏡掃描,從宏觀和微觀角度研究了不同接觸摩擦形式,不同凹模圓角表面狀況對(duì)彎曲件表面壓痕的作用機(jī)制和影響規(guī)律;分析影響接觸摩擦的因素,探討消除接觸摩擦作用,改善彎曲件表面質(zhì)量的思路。研究表明,在1060純鋁板的V形三點(diǎn)式自由彎曲成形實(shí)驗(yàn)中,接觸摩擦形式,凹模圓角表面質(zhì)量對(duì)彎曲件表面質(zhì)量有顯著的影響。1)接觸摩擦形式對(duì)彎曲件表面壓痕的影響主要在于壓痕的形狀與分布形式,對(duì)壓痕的表面質(zhì)量影響較小;滑動(dòng)接觸摩擦造成的壓痕總體較深,壓痕分布不均勻且主要集中在兩端位置,拖動(dòng)邊與導(dǎo)向邊邊緣的兩端位置均有材料堆積現(xiàn)象;滾動(dòng)接觸摩擦造成的壓痕總體較淺,板料寬度方向上分布均勻,基本呈窄長(zhǎng)條狀,滾動(dòng)摩擦能夠削弱金屬的滑移堆積現(xiàn)象。2)凹模圓角表面狀況對(duì)彎曲件表面壓痕的影響主要在于壓痕本身的表面狀況,對(duì)壓痕的分布形式影響較小;當(dāng)凹模圓角表面比較粗糙時(shí),壓痕表面呈均勻密集細(xì)小的溝槽狀,對(duì)材料的滑移與堆積現(xiàn)象有一定的削弱作用。3)滑動(dòng)接觸摩擦是金屬材料黏著效應(yīng)與犁溝效應(yīng)共同作用的結(jié)果,會(huì)顯著造成金屬材料的滑移與堆積現(xiàn)象;而滾動(dòng)接觸摩擦中幾乎不存在犁溝效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.21;TG306
【部分圖文】：

可將彎曲方法分為如圖1.1 所示的以下幾種：折彎、壓彎、輥彎、拉彎等。雖然彎曲成形加工形式各有不同，但其變形過(guò)程與變形特點(diǎn)規(guī)律基本一致，本文基于最為常見(jiàn)的板料 V 形壓彎過(guò)程，研究彎曲成形中接觸摩擦狀況對(duì)板料彎曲件表面質(zhì)量的影響。

2.1 板料彎曲成形理論2.1.1 板料彎曲成形過(guò)程如圖2.1所示為板料的V形三點(diǎn)式彎曲成形過(guò)程。在板料的彎曲成形過(guò)程中，由于凸模圓角、凹模圓角的支撐作用，板料始終受到彎曲力矩作用。板料的相對(duì)彎曲半徑 r/t 隨凸模的下壓不斷減�。╮n/t＜r1/t＜r0/t），彎曲程度不斷加深；當(dāng)板料彎曲半徑減小至凸模圓角半徑大小時(shí)，彎曲變形就完成了。在板料的自由彎曲中，當(dāng)凹模跨度不變時(shí)，彎曲件的成形角度僅由彎曲行程所決定，彎曲加工角度可以自由變化；當(dāng)自由彎曲結(jié)束后板料被凸模進(jìn)一步下壓使其直邊部分與凹模完全貼合時(shí)，稱為校正彎曲，校正彎曲中的凸模和凹模相配合決定彎曲件成形角度，一組模具所能彎曲的角度是固定的。圖 2.1 板料的 V 形三點(diǎn)式彎曲過(guò)程Fig.2.1 Three point bending process of V shape of sheet material板料彎曲變形主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。（1）板料彎曲件的主要變形區(qū)集中在凸模圓角處，在此處存在塑性大變形現(xiàn)象

r —— 彎曲件內(nèi)表面的圓角半徑，mm；t —— 板料的厚度，mm；max —— 最大切應(yīng)變；θmaxσ —— 最大切向應(yīng)力，MPa；sσ —— 材料的屈服強(qiáng)度，MPa。在板料彎曲成形過(guò)程中，板料內(nèi)、外表層材料首先屈服，塑性變形開(kāi)始發(fā)生后塑性變形由外到內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展，板料進(jìn)入彈-塑性彎曲和線性純塑性彎曲階（2）彈-塑性彎曲和線性純塑性彎曲隨著彎曲成形的進(jìn)一步進(jìn)行，當(dāng)r/t＞200時(shí)，板料處于彈-塑性彎曲變形階段切向應(yīng)力分布如圖 2.2(b)所示，此時(shí)在變形區(qū)內(nèi)彈性變形與塑性變形共存，其性變形主要集中在板料中心層附近部分，塑性變形主要集中在板料內(nèi)外表面 r/t＜200 時(shí)，板料進(jìn)入線性純塑性彎曲階段，此時(shí)彈性變形可忽略不計(jì)。在種彎曲變形階段，其應(yīng)力與應(yīng)變僅在切向上存在，仍屬于線性狀態(tài)。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王成勇;魯志兵;張鵬;李亨;李偉;;高強(qiáng)鋼彎曲凹模型面接觸應(yīng)力分布及演化[J];塑性工程學(xué)報(bào);2014年02期

2 張冬娟;崔振山;李玉強(qiáng);阮雪榆;;平面應(yīng)變板料拉彎成形回彈理論分析[J];工程力學(xué);2007年07期

3 郭正華,李志剛,黃重九,董湘懷;潤(rùn)滑條件下鋁合金板成形模擬中摩擦模型的研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2004年15期

4 郭正華,李志剛,黃重九,董湘懷;塑性成形過(guò)程摩擦測(cè)試的研究進(jìn)展[J];塑性工程學(xué)報(bào);2004年03期

5 趙振鐸 ,許洪民 ,張志紅 ,賈玉璽 ,王麗君;金屬板料塑性成形摩擦機(jī)理的力學(xué)模型探討[J];塑性工程學(xué)報(bào);2003年01期

6 汪銳 ,鄭曉丹 ,王東哲 ,何丹農(nóng) ,張立人 ,黃皆捷;板材拉深成形過(guò)程中摩擦條件與壓邊力設(shè)定關(guān)系研究[J];鍛壓技術(shù);2001年06期

7 羅亞軍,張永清,趙軍;板材拉深成形智能化控制過(guò)程中摩擦系數(shù)的識(shí)別[J];鍛壓技術(shù);2001年02期

8 李雪春,楊玉英,包軍,李順平;彈性模量與塑性變形關(guān)系的探討[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年05期

9 汪晨,張質(zhì)良;三維S—Rail板料的成形及回彈分析[J];模具工業(yè);2000年08期

10 何丹農(nóng),陶宏之,包向軍,阮雪榆,程驚雷,蔣鏡昱;拉深用潤(rùn)滑劑的摩擦系數(shù)和壓邊力的關(guān)系研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 周敬勇;板料成形數(shù)值模擬中的接觸摩擦研究[D];南昌大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2873772