微細塑性成形中的尺度效應及計算機模擬技術研究.pdf

1、隨著微型化趨勢的迅速發(fā)展，以形狀尺寸微小或者操作尺寸極小為特點的微細加工技術已經(jīng)成為人們在認識微觀領域和改造客觀世界的一種高新技術。從移動電話到計算機技術，從微型數(shù)碼設備到醫(yī)藥衛(wèi)生等各個方面，微細零件具有廣闊的應用空間，同時應用傳統(tǒng)的加工技術來加工這些微細零件也成為可能。但是，由于微細零件的尺寸非常小，在加工過程中材料會表現(xiàn)出不同于宏觀加工的特性。在宏觀塑性加工過程中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和已有的經(jīng)驗，已經(jīng)建立起了一套完整的加工體系，但在微細塑

2、性加工中，許多因素都發(fā)生了變化，因此必須考慮微型化對加工過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當不均勻塑性變形尺度在微米量級時，材料就將表現(xiàn)出強烈的尺度效應（Sizeeffects），本文系統(tǒng)地介紹了兩種為解釋第I、II類尺度效應而提出的典型模型,一為表面層模型，即考慮金屬表面晶粒對金屬屈服應力的影響的模型；另一個為考慮應變梯度效應的模型,該模型在已有的材料特征基礎上引入了尺度效應。目前，對微細塑性成形技術的研究還沒有成形的理論體系和系統(tǒng)的加工方法，因

3、此本文采用理論分析、計算機模擬和實驗分析相結(jié)合的方法，針對微細零件的拉延成形的基本工藝開展研究,分析微細塑性成形理論方法及確定工藝參數(shù)方法，將傳統(tǒng)確定圓筒拉延問題的參數(shù)設計轉(zhuǎn)化為無量綱的形式，通過確定極限拉應力和極限周向應力，繪制成圖表以確定成形可行區(qū)域。由于采用無量綱形式，因此認為可將這種方法運用于微細拉延問題。本文給出了運用該方法確定成形可行區(qū)域的實例。最后結(jié)合有限元模擬技術，在分析中加入新的本構關系，分別分析了兩種模型對材料成形性