板材表面微沟槽滚压成形工艺研究

发布时间：2017-11-10 19:20

  本文关键词：板材表面微沟槽滚压成形工艺研究

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【摘要】：板材表面微沟槽作为一种典型的表面功能微结构,具有减阻、超疏水、耐磨损等特殊功能,使得其在航空航海装备、新能源装备、微型电子原件与电池系统等诸多领域展现出广阔的应用前景。板材表面微沟槽滚压成形技术是一种高效率、低成本的表面微沟槽成形方法,可实现板材表面微特征结构的大批量制造。本文对Roll-to-roll(辊对辊方式)滚压成形板材表面微沟槽进行研究,利用ABAQUS建立有限元模型,对不同工艺条件下表面沟槽成形过程进行数值分析。设计制造了带柔性支承辊滚压成形装置,对其结构进行可靠性分析,并进行滚压成形实验研究。本文的具体内容如下:(1)分析了滚压成形时板材变形规律,对成形过程中板材的咬入,前滑现象,弯曲变形等情况进行理论说明,同时给出板材滚压成形力的计算方法。(2)对不同宽度的板材进行滚压成形数值模拟,利用归纳法分析滚压成形时板材横向变形规律,同时分析了板材厚度变化与纵向变形的规律。对不同温度下的板材成形进行数值模拟,得出高温下成形所需滚压成形力减小,沟槽变形增加,通过合理控制成形温度有利于板材表面微沟槽的成形。(3)建立不同辊上沟槽间距的有限元模型,分析在辊上沟槽间距不同的条件下,沟槽成形深度,板材减薄变化规律。利用圆弧曲线公式对成形件中部纵向上节点连线进行拟合,以比较拟合曲线的曲率半径大小作为板材弯曲程度评价方法,并对不同沟槽间距的成形件进行板材弯曲变形分析。对比分析了辊缝间距、板材厚度、工作辊直径等参数对沟槽成形深度,板材减薄量以及板材弯曲变形的影响。分析了两种板材表面微沟槽异步滚压成形方法,结果表明:通过合理控制上下辊的线速度差能够增加板材表面沟槽成形深度,减小板材的纵向弯曲,同时能够减小滚压成形力。(4)设计带柔性支撑辊的滚压成形装置,利用数值模拟方法对装置进行结构与运动分析,验证了装置的可靠性。进行不同板材宽度,不同板厚,不同下压量等条件的滚压成形实验,对成形前后的板材进行厚度与宽度测量,分析了板材变形规律以及下压量与板材弯曲与沟槽成形深度的关系。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306

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本文编号：1168014