304不锈钢微筒形件拉深尺寸效应的研究

发布时间：2017-09-28 09:35

  本文关键词：304不锈钢微筒形件拉深尺寸效应的研究

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【摘要】：随着微塑性成形技术的快速发展,微型零件在各行业得到广泛的应用,需求也大大增加。微塑性成形具有高效、零件强度好的特点,适宜于大批量生产微小型金属零件。在微塑性成形中,微型零件尺寸越小,材料内部晶粒数目越少,材料的屈服应力、抗拉强度和延伸率等表现出与常规塑性成形不同的特点。随着广大研究学者对微塑性成形技术的深入研究,发现表面层模型、晶体塑性理论模型以及应变梯度硬化理论模型在分析微成形过程尺寸效应时,可以解释某一方面试验现象,但同时又存在一定的局限性。为了进一步探索微小零件成形规律,本文针对304不锈钢薄板在微小筒形件拉深进行了试验和数值模拟分析研究。本文以304不锈钢薄板为试验材料,不同厚度试样经过不同温度热处理后,进行单向拉伸试验,试验结果表明材料屈服应力随材料的减薄而增强。考虑到厚度对表层晶粒排布以及位错滑移的影响,在Hall-Petch关系式中添加了相对厚度项,对不同厚度材料的屈服应力进行了较好的预测,试验结果与预测结果相一致;由于材料越薄,厚向晶粒数目越少,晶粒间不易发生协调变形,材料的抗拉强度和延伸率均随材料的减薄而降低。在微拉深试验中,获得拉深力—位移曲线,在相同热处理条件下,拉深力—位移曲线受到筒形件直径和试验厚度的影响,且最大拉深力随材料的减薄而减小;引入修正的Nix-Gao应变梯度硬化模型用于计算最大拉深力,与试验结果进行对比,所得结果基本吻合。采用有限元分析软件DYNAFORM对304不锈钢筒形件微拉深成形过程进行了数值模拟,研究分析了在成形过程中应力的分布以及变化规律,验证了筒形件微拉深成形数值模拟的可行性。
【关键词】：304不锈钢 微塑性成形 单向拉伸 微拉深 最大拉深力
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 微塑性成形技术的研究现状10-12
• 1.2 微塑性成形尺寸效应的研究进展12-14
• 1.2.1 微塑性成形中的尺寸效应12-13
• 1.2.2 基于尺寸效应的表面层模型13-14
• 1.2.3 晶体塑性理论模型14
• 1.3 微塑性成形中数值模拟技术的应用14-15
• 1.4 研究的意义及主要内容15-18
• 1.4.1 研究的意义15-16
• 1.4.2 研究的主要内容16-18
• 第2章 单向拉伸试验研究18-34
• 2.1 试验材料18-21
• 2.2 单向拉伸试验过程及数据处理21-24
• 2.3 屈服应力分析24-28
• 2.3.1 屈服应力理论分析24-25
• 2.3.2 厚度对屈服应力的影响25-28
• 2.4 塑性成形性能分析28-32
• 2.4.1 厚度对抗拉强度的影响29-31
• 2.4.2 厚度对延伸率的影响31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第3章 筒形件微拉深试验研究34-50
• 3.1 微拉深试验方案34-38
• 3.1.1 微拉深试验设备34-35
• 3.1.2 模具结构设计35-36
• 3.1.3 润滑剂的选择36
• 3.1.4 微拉深试验参数36-38
• 3.2 微拉深试验理论分析38-42
• 3.2.1 应变梯度硬化模型分析38-40
• 3.2.2 最大拉深力理论分析40-42
• 3.3 微拉深试验结果分析42-46
• 3.3.1 筒形件直径对拉深曲线的影响42-44
• 3.3.2 试样厚度对拉深曲线的影响44-46
• 3.4 试样厚度对最大拉深力的影响分析46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 筒形件微拉深成形数值模拟50-58
• 4.1 DYNAFORM软件简介50
• 4.2 304 不锈钢微拉深成形数值模拟50-53
• 4.2.1 模具几何模型的建立51
• 4.2.2 几何模型的网格优化51-53
• 4.2.3 模拟参数的选择53
• 4.3 筒形件微拉深成形的模拟结果及分析53-57
• 4.3.1 筒形件微拉深成形模拟结果53-55
• 4.3.2 数值模拟中最大拉深力与试验结果对比分析55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 结论与展望58-60
• 5.1 主要结论58-59
• 5.2 研究展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-66
• 作者简介66
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：935105