開題報(bào)告-sus304不銹鋼薄板微彎曲數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究(編輯修改稿)
2025-02-14 23:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)彎曲模具對(duì)金屬箔進(jìn)行彎曲變形試驗(yàn)，研究了尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。研究結(jié)果表明：金屬箔板厚度與晶粒尺寸比是影響彎曲力的主要因素。當(dāng)金屬板厚度與晶粒尺寸相當(dāng)時(shí)，彎曲力隨著彎曲件尺寸的減小而增大，且回彈量隨著幾何因子的減小而增大；當(dāng)金屬板厚度明顯大于晶粒尺寸時(shí)，微彎曲過程中的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象類似于微拉伸尺寸效應(yīng)。[13[13]. Fu, . Chan, . Lee, L. K. Chan. Springback in the roller forming of integrated circuit leadframes. Journal of Materials Processing Technology. 1996, 3: 107~111. ]等設(shè)計(jì)了一懸臂式成形夾具，用來研究不同模具半徑、模具角度和模具間隙下鋼合金和銅合金的窄帶材回彈行為，研究結(jié)果表明：隨著模具半徑、模具角度和模具間隙等的增大，回彈增大，各向異性將導(dǎo)致材料各方向上不同的回彈行為。Chan[1[14]Chan K C, Wang S H. The Grain Shape Dependence of Springback of Integrated Circuit Leadframes. Material Science and Engineering. 1999, A270: 323~329. 4]提出了一平面應(yīng)力的松弛約束模型，其中考慮了晶體組織和晶粒形狀等因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管模型預(yù)測(cè)的趨勢(shì)和沒有考慮晶粒形狀的情況下的回彈趨勢(shì)一致，但是晶粒形狀對(duì)回彈值有較大的影響，松弛約束模型預(yù)測(cè)的回彈角小于全約束模型，而且前者和實(shí)驗(yàn)吻合得更好，研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)向和徑向應(yīng)力越小，回彈角越小。Chan[[15] Chan K C, Wang S H. Theoretical Analysis of Springback in Bending of Integrated Circuit Leadframes. Journal of Materials Processing Technology. 1999, 91: 111~115. 15]還提出了考慮各向異性影響的應(yīng)變強(qiáng)化平面應(yīng)力彎曲模型，以此預(yù)測(cè)窄帶材成形行為和回彈行為，盡管結(jié)果有些偏差，尤其是在彎曲角很小時(shí)，一般來說，微彎曲成形的零件材料大多處于彈塑硬化狀態(tài)，各向異性的影響比宏觀成形更為顯著，如沿著軋制方向彎曲的回彈要比沿與軋制方向垂直的方向彎曲的回彈大，因此要修正該模型，還需考慮摩擦和各向異性的影響。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀由于國(guó)內(nèi)在微成形技術(shù)方面的研究起步較晚，不管是在微型產(chǎn)品的加工制造還是微塑性成形的理論研究均落后于國(guó)際水平，目前還主要處于理論研究和實(shí)驗(yàn)研究階段，但已日益受到國(guó)內(nèi)研究學(xué)者的重視。在微塑性成形理論模型方面，考慮微成形過程的成形特點(diǎn)，清華大學(xué)的曾攀教授研究了超導(dǎo)帶材微成形工藝的多晶體塑性耦合行為表征和計(jì)算建模，并提出和研究了宏域微成形原理[1618[16] 趙迎紅, 雷麗萍, 曾攀, 微塑性成形技術(shù)及其力學(xué)行為特征, 塑性工程學(xué)報(bào)(2005): 16+16. [17] 曾攀, 石剛, 婁路亮, 精確成形制造中的高梯度特征與數(shù)值模擬的發(fā)展趨勢(shì), 中國(guó)機(jī)械工程(2003). [18] 曾攀, 盧永進(jìn), 雷麗萍, 趙迎紅, 方剛, 宏域微成形與鉍系超導(dǎo)帶材的加工, 鍛壓技術(shù)(2007): 125128+135. ]。上海交通大學(xué)的董湘懷[[19] 馬寧，, 4(33): 7375.19]在分析了應(yīng)變梯度塑性理論的發(fā)展及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上，利用ABAQUS/Standard的用戶材料子程序UMAT編寫程序，并運(yùn)用編寫的程序模擬了薄懸臂梁的微彎曲情況，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析，證實(shí)了所采用的本構(gòu)關(guān)系和開發(fā)的用戶子程序的有效性和實(shí)用性，在卸去載荷后發(fā)現(xiàn)梁越薄，回彈越大，且符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。李河宗等人[2[20]李河宗,董湘懷,(2011):166816720]在應(yīng)變梯度理論的基礎(chǔ)上，采用經(jīng)典塑性理論和幾種不同的應(yīng)變梯度塑性理論對(duì)微彎曲彎矩進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并與黃銅箔彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。結(jié)果表明：修正的NixGao模型的預(yù)測(cè)結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并且得出了合理的內(nèi)稟尺寸表達(dá)式；該內(nèi)稟尺寸與材料的剪切模量、初始屈服強(qiáng)度、柏氏矢量和板料厚度方向上的孿晶數(shù)有關(guān)。中科院力學(xué)所的王自強(qiáng)等[21[21] 馮秀艷, 郭香華, 方岱寧, 王自強(qiáng), 微薄梁三點(diǎn)彎曲的尺度效應(yīng)研究, 力學(xué)學(xué)報(bào) 39(2007): 479485. ]對(duì)微成形領(lǐng)域應(yīng)變梯度塑性理論進(jìn)行了研究。應(yīng)用Fleck和Hutchinson的偶應(yīng)力理論,結(jié)合平面應(yīng)變彎曲模型,建立了薄梁處于彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)的控制方程,應(yīng)用RungeKutta法進(jìn)行數(shù)值求解,并將計(jì)算得到的載荷撓度曲線以及無量綱化彎矩表面應(yīng)變曲線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：應(yīng)用偶應(yīng)力理論預(yù)測(cè)的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合良好。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的郭斌教授[2[22]王春舉,汪鑫偉,郭斌,等,C2680黃銅箔微彎曲回彈規(guī)律研究[J].材料科學(xué)與工藝,2009,17(1):57.2]等對(duì)超塑性材料的塑性微成形變形規(guī)律進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了一套三點(diǎn)彎曲模具，對(duì)C2680黃銅箔進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲正交試驗(yàn)。研究表明：坯料厚度、彎曲半徑、相對(duì)厚度對(duì)回彈量的大小有影響，其中坯料厚度對(duì)回彈的影響程度最大。南京航空航天大學(xué)的童國(guó)權(quán)教授[2[23] 趙亞西, 童國(guó)權(quán), 李凡國(guó), 尺寸效應(yīng)對(duì)黃銅鐓粗微成形影響規(guī)律的研究, 電加工與模具(2006): 4446+49. 3]對(duì)微型H62黃銅圓柱進(jìn)行了室溫壓縮實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：由于尺寸效
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