SUS304不锈钢薄板介观尺度成形极限研究

发布时间：2017-10-25 01:04

  本文关键词：SUS304不锈钢薄板介观尺度成形极限研究

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【摘要】：薄板微成形技术以其加工工艺简单、生产效率高、成本低等优点,在MEMS领域具有广泛的应用前景。然而,由于受到测量方法和设备的限制,人们对薄板微成形的研究并不全面,特别是对于介观尺度下薄板成形极限的研究很不充分。因此,开展介观尺度下的薄板成形极限研究是十分必要的。基于以上考虑,本文结合单向微拉伸和半球钢模微胀形实验,开展对介观尺度下SUS304不锈钢薄板成形极限问题的研究,绘制其成形极限图。对于单向微拉伸实验,利用DIC技术实现极限应变的测量计算以及成形过程中应变分布的动态反映,获得成形极限图左侧部分;对于半球钢模微胀形实验,采用掩模喷金的方式获得印有微小网格的试样,通过测量破裂处网格尺寸变化计算极限应变值,绘制成形极限图右侧部分,进而得到完整的成形极限图。另外,本文通过单向微拉伸实验,获得各个厚度(50μm、75μm、100μm、和150μm)试样,在不同热处理条件下的流动应力曲线,发现试样厚度和晶粒尺寸对流动应力曲线有明显影响,其中热处条件相同时,随着试样厚度增大,流动应力曲线下移,屈服强度减小,延伸率增加;而同一厚度试样,随着晶粒尺寸的增加,流动应力曲线先下移再上移,屈服强度先减小后增大,表现出明显的尺寸效应。通过试样设计,获得不同尺寸的微拉伸、微胀形试样,从而获得不同的应变路径,得到应变路径对薄板成形极限的影响规律,发现,热处理条件相同时,随着应变路径由平面应变状态向单向拉伸状态转变,极限应变值增大;随着应变路径由平面应变状态向等双拉状态转变,极限应变值增大。通过热处理工艺,获得不同晶粒尺寸的微拉伸、微胀形试样,得到晶粒尺寸对薄板成形极限的影响规律,发现,同尺寸试样,晶粒大小不同时,随着晶粒尺寸的增加,成形极限减小,当厚度方向只有1、2个晶粒时,晶粒尺寸继续增加,成形极限减小不再明显。最后,结合相关理论对规律产生原因给出合理解释。
【关键词】：成形极限 微成形 尺寸效应 应变路径 SUS304不锈钢
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 板材冲压成形极限研究9-15
• 1.2.1 工艺研究10-14
• 1.2.2 理论研究14-15
• 1.3 薄板微冲压成形极限研究15-18
• 1.4 文献综述18
• 1.5 本文的主要研究内容18-20
• 第2章 实验方案及材料热处理20-27
• 2.1 实验方案20-21
• 2.2 材料热处理21-25
• 2.2.1 材料成分21
• 2.2.2 材料热处理工艺21-22
• 2.2.3 微观组织测试22-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第3章 SUS304不锈钢薄板单向微拉伸尺寸效应研究27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 实验条件27-28
• 3.3 拉伸实验结果及分析28-31
• 3.3.1 试样尺寸对微拉伸的影响28-29
• 3.3.2 晶粒大小对微拉伸的影响29-31
• 3.4 断口形貌分析31-33
• 3.5 变形组织分析33
• 3.6 本章小结33-35
• 第4章 基于DIC技术的SUS304不锈钢薄板微拉伸成形极限研究35-53
• 4.1 引言35
• 4.2 DIC装置及其测量过程35-41
• 4.2.1 DIC装置35-36
• 4.2.2 DIC系统采集过程36-38
• 4.2.3 DIC系统应变计算前处理38-39
• 4.2.4 极限应变的获得39-41
• 4.3 SUS304不锈钢薄板微拉伸成形极限研究41-52
• 4.3.1 微拉伸试样的设计41-43
• 4.3.2 实验参数的确定43
• 4.3.3 应变路径对成形极限的影响43-49
• 4.3.4 试样尺寸对成形极限的影响49-50
• 4.3.5 晶粒尺寸对成形极限的影响50-51
• 4.3.6 SUS304不锈钢微拉伸成形极限图51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 SUS304不锈钢薄板微胀形成形极限研究53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 微胀形试样设计53-54
• 5.3 微胀形实验及成形极限分析54-59
• 5.3.1 微胀形模具设计54-56
• 5.3.2 试样表面网格印制56-57
• 5.3.3 微胀形结果及分析57-59
• 5.4 完整成形极限图的获得59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 郭斌;龚峰;单德彬;;微成形摩擦研究进展[J];塑性工程学报;2009年04期

2 张凯锋,雷濵;面向微细制造的微成形技术[J];中国机械工程;2004年12期

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本文编号：1091336