閉擠式精沖變形區(qū)材料力學(xué)行為研究.pdf

1、閉擠式精沖是利用變形區(qū)強(qiáng)大的三向壓應(yīng)力狀態(tài)能夠提升材料塑性的原理，針對(duì)厚板和低塑性材料的精沖而發(fā)展起來(lái)的新工藝。本文主要針對(duì)閉擠式精沖的基礎(chǔ)力學(xué)問題開展研究。這些問題是，三向壓應(yīng)力大小與變形區(qū)塑性增加值的關(guān)系問題，閉擠式精沖成形力的計(jì)算問題；以及為了得到與實(shí)際相近的模擬效果，有限元模擬時(shí)應(yīng)選取的流動(dòng)應(yīng)力模型及斷裂準(zhǔn)則問題。以上研究將為閉擠式精沖新工藝的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，具有顯著的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，為獲知三向壓應(yīng)力對(duì)塑性的提升幅

2、度大小，通過(guò)硬鋁的封閉式鐓粗和普通鐓粗分別做有限元分析，從表面損傷分布和理論計(jì)算兩方面對(duì)塑性的提升初步提出定量判斷。將類似的方法應(yīng)用到閉擠式精沖中，對(duì)封閉的材料進(jìn)行力學(xué)分析，建立了閉擠式精沖的滑移線場(chǎng)，求得在封閉型腔中材料所受到的沖裁力和流動(dòng)阻力，從而得知在良好塑性條件下所需的沖裁力大小，以此預(yù)測(cè)成形質(zhì)量。
　　其次，選取6種常見韌性斷裂準(zhǔn)則，通過(guò)拉伸、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，確定材料斷裂臨界值，同時(shí)擬合出符合精沖過(guò)程的流動(dòng)應(yīng)力模型，由Abso

3、ft Fortran植入DEFORM-2D軟件中，選取填充率分別為100％、90%的材料，對(duì)應(yīng)不同的斷裂準(zhǔn)則對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行仿真。從斷裂過(guò)程的損傷變化、斷裂因素等對(duì)斷裂準(zhǔn)則進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)判，找出最符合閉擠式精沖成形的斷裂準(zhǔn)則，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)精沖成形熱傳導(dǎo)進(jìn)行了研究；最后，基于有限元模型進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　研究表明，由于三向壓應(yīng)力環(huán)境提供的高流動(dòng)阻力限制了材料破壞，使硬鋁成形零件的表面損傷相對(duì)于單向壓鐓粗而言減少約2/3；為達(dá)到