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《微细塑性成形中的尺度效应及计算机模拟技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、华中科技大学硕士学位论文微细塑性成形中的尺度效应及计算机模拟技术研究姓名：马宁申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：董湘怀20050428摘要随着微型化趋势的迅速发展以形状尺寸微小或者操作尺寸极小为特点的微细加工技术已经成为人们在认识微观领域和改造客观世界的一种高新技术从移动电话到计算机技术从微型数码设备到医药卫生等各个方面微细零件具有广阔的应用空间同时应用传统的加工技术来加工这些微细零件也成为可能但是由于微细零件的尺寸非常小在加工过程中材料会表现出不同于宏观加工的特性在宏观塑性加工过程中根据实验数据和已有的经验已经建立起了
2、一套完整的加工体系但在微细塑性加工中许多因素都发生了变化因此必须考虑微型化对加工过程的影响研究发现当不均匀塑性变形尺度在微米量级时材料就将表现出强烈的尺度效应Sizeeffects本文系统地介绍了两种为解释第III类尺度效应而提出的典型模型,一为表面层模型即考虑金属表面晶粒对金属屈服应力的影响的模型另一个为考虑应变梯度效应的模型,该模型在已有的材料特征基础上引入了尺度效应目前对微细塑性成形技术的研究还没有成形的理论体系和系统的加工方法因此本文采用理论分析计算机模拟和实验分析相结合的方法针对微细零件的拉延成形的基本工艺开展研究,分析微
3、细塑性成形理论方法及确定工艺参数方法将传统确定圆筒拉延问题的参数设计转化为无量纲的形式通过确定极限拉应力和极限周向应力绘制成图表以确定成形可行区域由于采用无量纲形式因此认为可将这种方法运用于微细拉延问题本文给出了运用该方法确定成形可行区域的实例最后结合有限元模拟技术在分析中加入新的本构关系分别分析了两种模型对材料成形性能的影响结果表明表面层的弱化降低了拉延件的抗起皱能力但另一方面却提高了其抗破裂能力应变梯度对材料的硬化降低了拉延件的成形性能参考已有的实验数据及利用ABAQUS定性地分析了所提方法的正确性和实用性尽管目前提出的理论还不
4、成熟但是随着研究的不断深入这些理论将会逐步完善关键词微细塑性成形,尺度效应,用户子程序,本构关系,失稳IAbstractTheproductionofminiaturepartsisbecomingmoreandmoreimportantduetothetrendofminiaturization,whichisincreasinglydeterminingthedevelopmentofproductrangingfrommobilephones,computersandmicrodigitalcameratomedicalpro
5、ductsandsoon.Theapplicationofconventionalmanufacturingprocessesfortheproductionofsuchmicro-partsispossible,buttherearesomeproblemsthatresultfromthesmalldimensions.Duringmicro-formingmaterialswillbehavesomecharactersthataredifferentfromnormalsizeprocessing.Uptonow,thesy
6、stematicalresearchformicro-forminghavenotcomeintobeing.Inconventionalformingprocessing,asystematicalprocessingtechnologyhasbeendeveloped,butinthemicrorange,theprocessingparametershavechangedgreatly.Manyexperimentshaveshownthatmaterialsdisplaystrongsizeeffectswhenthecha
7、racteristiclengthscaleassociatedwithnon-uniformplasticdeformationisintheorderofmicrons.Twokindsofsizeeffectsonmicrodeepdrawingareinvestigated,whichcanbeexplainedbysurfacelayermodelandstraingradientmodel.Withtheincreaseofthethicknessratioofsurfacegrainlayertothewholeshe
8、et,thebendingmomentofthesheetdecreases,leadingtodecreaseoffeasiblezoneinthefeasibilitydiagram.Thispaperalsosystematic
