复杂应力状态下塑性摩擦新模型特征参数及其关联性研究

发布时间：2020-09-27 14:28

　　 摩擦是一种自然现象,几乎影响所有运动中的物体。在塑性加工成形过程中,由模具与工件之间的塑性变形引起的摩擦比机械驱动的摩擦更复杂。摩擦的影响因素和摩擦特性成为摩擦学和塑性加工领域的研究热点。许多研究人员表明,Amontons和Coulomb提出的经典库伦摩擦模型或剪切摩擦模型等无法准确描述塑性成形过程中的摩擦。因此各国学者通过有限元法建立新的摩擦模型进行分析。有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)是一种广泛使用的方法,为塑性加工过程开发和优化提供了强有力的工具。用于预测各种成形过程的结果,并通过替换昂贵的实验工具来降低开发成本。模拟的准确性至关重要地取决于边界条件。因此,摩擦建模在塑性成形过程中起着重要作用。本文以刚塑性有限元为理论基础建立一种基于切变速率的三维塑性摩擦模型,并通过Fortran程序语言编写新模型计算程序。新模型的程序系统运行原理为将实验测得的节点水平位移换算为位移速度,将位移速度作为初始边界条件输入到程序系统中,计算出摩擦切应力和切应变速率。采用实验与数值计算想结合验证摩擦新模型的准确性。本文采用1060铝合金材料作为实验材料,制定5种不同高度,相同截面积的立方体试件进行镦粗实验。相同高度不同粗糙度试件两种用以对比。以1mm为理论压下量,对每次下压后中性面上相互垂直的两条线的节点坐标进行测量,将得的节点坐标换算成位移速度后输入到新模型程序中,最终得到试件接触面上的摩擦切应力和切应变速率,并研究两者之间的关系。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TG316.11;TH117.1
【部分图文】：

第 1 章 绪 论力的最大值，即max K称之为摩擦模型形式更为简单，摩擦力与金属的剪切屈服强度情况下，只需擦模型得到了更为广泛的运用[14]。擦切应力为一相同的常数，未必与算低载荷的情况时结果偏高。模型的不足， 将两种摩擦模如图 1-1 所示。在对金属施加低载荷料接触面间的压力达到临界值后，件。从这个角度上讲， 模型的结合。剪

图 1-2 Shaw摩擦模型模型im和Bay[19-23]在粘附理论的基础上，用真实接摩擦模型，即 摩擦模型，其表达式为t = mak；面积和名义接触面积之比；应力（MPa）。线法研究了法向压力和摩擦系数对真实接触面-3 所示的 / k和压力比p/2k在不同摩擦系数下0.60.81.0m=1.00m=0.94m=0.87m=0.77m=0.64

图 1-4 Tip test 试验装置[35]几乎包含所有对成形摩擦有重要影响的工艺参数，为塑性据。但其参数的确定需进行大量的实验，而且局限于特定型无法得到广泛应用。加工中摩擦特性的测试特性测试原理加工中对摩擦特性研究的目的之一，就是确定各种塑性加布规律[37]，从这个角度来讲，1.3.1 中所述诸多摩擦理论模问题。但是那些模型都是建立在假设的基础上的，是否反需要通过实验验证。另一方面，这些模型中，或多或少地些参数一般也需要通过实验来确定：即在特定的变形条件应力后，利用摩擦模型反算出待定参数测。，可将摩擦模型表示为下式：

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本文编号：2827992