不銹鋼超薄板成形性能及其微尺度效應(yīng)評(píng)估.pdf

1、微成形過程中，產(chǎn)品整體或者局部的微型化使得材料的變形規(guī)律與傳統(tǒng)成形過程中的情況有著很大的區(qū)別，在微成形過程中有些參數(shù)可以按照比例系數(shù)縮放而保持一定比例規(guī)律變化，然而其微結(jié)構(gòu)、表面形貌狀況等卻是不變的，從而造成了材料力學(xué)性能、摩擦效應(yīng)以及成形性能的不同。
　　本研究以20μm、50μm、100μm、200μm和400μm五種不同厚度的304不銹鋼超薄板為研究對(duì)象，通過單向拉伸試驗(yàn)，分析了304不銹鋼超薄板的力學(xué)性能以及尺度效應(yīng)現(xiàn)象;

2、通過各向異性測定試驗(yàn)，研究了不同厚度超薄板試樣的各向異性程度;建立了超薄板試樣的有限元模型，得到了不同厚度超薄板試樣的成形極限預(yù)測曲線;進(jìn)行了微拉深試驗(yàn)，分析了微拉深工藝過程的影響因素，采用歸一化的方法研究微拉深工藝參數(shù)變化情況;利用相似性原理得到超薄板微尺度的正、負(fù)效應(yīng)及大小。
　　單向拉伸及各向異性測定試驗(yàn)表明:對(duì)于不同厚度的304不銹鋼超薄板，隨著試樣厚度的減小，出現(xiàn)了越小越強(qiáng)的力學(xué)性能尺度效應(yīng);對(duì)于不同寬度的超薄板試樣，力

3、學(xué)性能尺度效應(yīng)不明顯;拉伸件隨著試樣寬度和厚度變化呈現(xiàn)不同的斷裂方式，且拉伸試樣的延伸率與寬度和厚度中的較小尺寸相關(guān);隨著厚度減小，超薄板試樣的厚向異性系數(shù)r減小，板平面方向異性系數(shù)Δr增大。
　　有限元成形極限預(yù)測表明:基于最大載荷法的成形極限左半?yún)^(qū)預(yù)測和基于應(yīng)變路徑法的右半?yún)^(qū)成形極限預(yù)測與試驗(yàn)結(jié)果較為一致，采用綜合判斷法作為失穩(wěn)極限應(yīng)變判斷準(zhǔn)則較為準(zhǔn)確，基于有限元模型和綜合判斷法得到了20μm、50μm厚不銹鋼超薄板的成形極限

4、。
　　微拉深工藝試驗(yàn)表明:微拉深的成形性能的影響因素包括各向異性、熱處理以及成形極限;考慮比例系數(shù)的歸一化方法適用于厚試樣的微拉深過程，考慮晶粒尺寸比的歸一化方法則適用于薄試樣的微拉深過程;對(duì)于不同厚度超薄板試樣，厚度越小相對(duì)拉深高度h/r越小，成形性能越差;破裂部位集中在模具圓角的區(qū)域;試樣在凸模拐角區(qū)域的減薄率最大，且隨著試樣厚度的減小，微拉深件在減薄率很小時(shí)就發(fā)生了破裂。
　　不銹鋼超薄板的微尺度效應(yīng)評(píng)估結(jié)果表明:基