開題報告-sus304不銹鋼薄板微彎曲數(shù)值模擬與實驗研究(編輯修改稿)
2025-02-14 23:32 本頁面
【文章內容簡介】 點彎曲模具對金屬箔進行彎曲變形試驗，研究了尺寸效應現(xiàn)象。研究結果表明：金屬箔板厚度與晶粒尺寸比是影響彎曲力的主要因素。當金屬板厚度與晶粒尺寸相當時，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；當金屬板厚度明顯大于晶粒尺寸時，微彎曲過程中的尺寸效應現(xiàn)象類似于微拉伸尺寸效應。[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. ]等設計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，結果發(fā)現(xiàn)盡管模型預測的趨勢和沒有考慮晶粒形狀的情況下的回彈趨勢一致，但是晶粒形狀對回彈值有較大的影響，松弛約束模型預測的回彈角小于全約束模型，而且前者和實驗吻合得更好，研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)向和徑向應力越小，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變強化平面應力彎曲模型，以此預測窄帶材成形行為和回彈行為，盡管結果有些偏差，尤其是在彎曲角很小時，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。 國內研究現(xiàn)狀由于國內在微成形技術方面的研究起步較晚，不管是在微型產品的加工制造還是微塑性成形的理論研究均落后于國際水平，目前還主要處于理論研究和實驗研究階段，但已日益受到國內研究學者的重視。在微塑性成形理論模型方面，考慮微成形過程的成形特點，清華大學的曾攀教授研究了超導帶材微成形工藝的多晶體塑性耦合行為表征和計算建模，并提出和研究了宏域微成形原理[1618[16] 趙迎紅, 雷麗萍, 曾攀, 微塑性成形技術及其力學行為特征, 塑性工程學報(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, 中國機械工程(2003). [18] 曾攀, 盧永進, 雷麗萍, 趙迎紅, 方剛, 宏域微成形與鉍系超導帶材的加工, 鍛壓技術(2007): 125128+135. ]。上海交通大學的董湘懷[[19] 馬寧，, 4(33): 7375.19]在分析了應變梯度塑性理論的發(fā)展及其應用的基礎上，利用ABAQUS/Standard的用戶材料子程序UMAT編寫程序，并運用編寫的程序模擬了薄懸臂梁的微彎曲情況，與實驗結果比較分析，證實了所采用的本構關系和開發(fā)的用戶子程序的有效性和實用性，在卸去載荷后發(fā)現(xiàn)梁越薄，回彈越大，且符合實驗結果。李河宗等人[2[20]李河宗,董湘懷,(2011):166816720]在應變梯度理論的基礎上，采用經(jīng)典塑性理論和幾種不同的應變梯度塑性理論對微彎曲彎矩進行了預測，并與黃銅箔彎曲實驗結果對比。結果表明：修正的NixGao模型的預測結果更接近于實驗結果,并且得出了合理的內稟尺寸表達式；該內稟尺寸與材料的剪切模量、初始屈服強度、柏氏矢量和板料厚度方向上的孿晶數(shù)有關。中科院力學所的王自強等[21[21] 馮秀艷, 郭香華, 方岱寧, 王自強, 微薄梁三點彎曲的尺度效應研究, 力學學報 39(2007): 479485. ]對微成形領域應變梯度塑性理論進行了研究。應用Fleck和Hutchinson的偶應力理論,結合平面應變彎曲模型,建立了薄梁處于彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)的控制方程,應用RungeKutta法進行數(shù)值求解,并將計算得到的載荷撓度曲線以及無量綱化彎矩表面應變曲線和實驗結果進行了比較。結果表明：應用偶應力理論預測的結果和實驗結果符合良好。哈爾濱工業(yè)大學的郭斌教授[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].材料科學與工藝,2009,17(1):57.2]等對超塑性材料的塑性微成形變形規(guī)律進行了研究。設計了一套三點彎曲模具，對C2680黃銅箔進行了三點彎曲正交試驗。研究表明：坯料厚度、彎曲半徑、相對厚度對回彈量的大小有影響，其中坯料厚度對回彈的影響程度最大。南京航空航天大學的童國權教授[2[23] 趙亞西, 童國權, 李凡國, 尺寸效應對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]對微型H62黃銅圓柱進行了室溫壓縮實驗，結果表明：由于尺寸效
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