板材粘性介质压力成形压力分布特性的研究

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1、硕士学位论文板材粘性介质压力成形压力分布特性的研究RESEARCHONPRESSUREDISTRIBUTIONCHARACTERISTICSOFSHEETMETALVISCOUSPRESSUREFORMING李泽鑫哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG302学校代码：10213国际图书分类号：621.73密级：公开工学硕士学位论文板材粘性介质压力成形压力分布特性的研究硕士研究生：李泽鑫导师：王忠金教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex：TG302U.D.C：621.73DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPRESSUREDISTRIBUTIONCHARACTERISTICSOFSHEETMETALVISCOUSPRESSUREFORMINGCandidate：LiZexinSupervisor：Prof.WangZhongjinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeri

3、ngAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June，2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在板材成形过程中，板材与成形工具之间的相互作用直接决定板材成形的效果，但是由于在板材变形过程中板材与成形工具接触面是封闭界面，无法通过传感元件对二者间的相互作用进行跟踪测量，因此目前对其相互作用的研究仅局限于理论分析和有限元模拟。探索直接测量成形过程中板材与成形工具间界面相

4、互作用的方法十分必要，不仅有利于获取板材成形过程各区域受到的真实变形载荷，而且可以对板材的变形状态和成形压力场分布进行直观的分析。论文以粘性介质压力成形工艺作为研究对象，采用直接测量方法对粘性介质压力成形过程中板材与粘性介质间相互作用进行研究。粘性介质压力成形独有的非均匀压力场是该工艺有利于提高板材成形性的主要因素，而目前主要通过间接的方式对成形过程中非均匀压力场分布进行研究。本文首次提出将原本用于接触面压力测量的感压胶片（Prescale）应用到板材粘性介质压力成形工艺中的测压新方法，通过对粘性介质压力成形过程中介质与板料接触面成形压力的分

5、布进行直观测量，并将实验数据与有限元数值模拟结果互相对比分析得到粘性介质压力成形工艺中非均匀压力场分布的一般性规律。首先进行板材粘性介质胀形预实验确认了感压胶片用于界面成形压力测量的可行性。结合柱塞行程-试验力曲线确定了用于成形压力测量的感压胶片型号，并通过一系列测试确定了感压胶片用于成形测压的最优形状和尺寸。然后对粘性介质自由胀形和粘性介质有模胀形过程非均匀压力分布进行研究。选用合适型号的感压胶片对不同实验条件下成形试件压力分布进行了测量分析，得到胀形高度、粘性介质分子量、加载速度和贴模顺序对成形件壁厚分布和非均匀成形压力场的影响。结果表明

6、粘性介质自由胀形过程非均匀压力场分布为从中心到边缘梯次递减。随着胀形高度和加载速度的提高，板材与粘性介质间压力场整体提高，且非均匀分布愈发显著；粘性介质有模胀形过程非均压力场分布与贴模顺序直接相关，贴模越早，成形受到的压力值越高。最后利用ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件对粘性介质自由胀形和有模胀形过程进行了数值仿真，并将模拟结果与实验结果进行对比分析，总结得出粘性介质压力成形非均匀压力场分布的规律。关键词：粘性介质压力成形；感压胶片；非均匀压力场；壁厚分布-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthesheetme

7、talformingprocess,theinteractionbetweenthesheetmetalandtheformingtooldirectlydeterminestheformingeffectofthesheetmetal.However,thecontactsurfacebetweenthesheetmetalandtheformingtoolisaclosedinterfaceduringthedeformationprocess,sotheinteractionbetweenthesheetmetalandtheformi

8、ngtoolcannotbetrackedandmeasuredthroughthesensingelements,thusthecurrentresearchis