微观尺度下的摩擦机理与测试方法研究
[Abstract]:In recent years, with the increasing demand for micro-parts, micro-plastic forming technology, as an important processing method in the micro field, has been developed rapidly. However, at the micro scale, due to the appearance of material deformation behavior size effect and friction size effect, it is difficult to apply the traditional macroscopic plastic forming technology theory and technology to microforming process directly. Therefore, it is of great theoretical significance and practical value to study the size effect in the micro field. In this paper, we observe and study the dimensional effect of material deformation behavior on the micro scale, establish a surface transition layer model to simulate the upsetting process of micro ring, and analyze the friction size effect in combination with the experiment. A new friction testing method is proposed according to the composite deformation of upsetting and extrusion in micro forming. Firstly, the effects of sample size and grain size on the surface morphology and flow stress of the deformed samples were studied by the micro cylindrical compression experiments of pure copper materials at room temperature. The experimental results show that the deformation inhomogeneity of the cylindrical surface increases with the increase of grain size and the decrease of cylindrical specimen size, and the flow stress decreases with the increase of grain size. According to the characteristics of microplastic forming and considering the interaction between grain deformation, the surface transition layer model was established on the basis of the surface layer model by considering the grain state of the transition layer. The flow stress curves obtained by compression of micro cylinders are calculated and the flow stress curves corresponding to three kinds of grains are obtained. It is found that the flow stress of inner grain is higher than that of surface grain, while the flow stress of transition layer grain is between them. The surface transition layer model was used to simulate the upsetting process of the micro ring. The friction factors under different friction conditions were measured by combining the experimental results. The results show that the friction size effect is obvious in the case of liquid lubrication, and the friction factor increases with the increase of average grain size and the decrease of sample size. However, in the case of dry friction without lubrication, there is no obvious effect of friction size. Aiming at the composite deformation mode of upsetting and extruding in micro-forming, an experimental method of upsetting extrusion of T-shaped stiffener is proposed. It is found by simulation that both the height of rib and the width of web are sensitive to friction. The ratio of rib height to web width is taken as the representation of friction factor, and the friction analysis and parameter optimization of T-shape deformation process are carried out.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH117
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本文编号:2385131
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