晶粒取向分布对金属板材拉深制耳、筒壁厚度及失稳影响的分析

发布时间：2017-05-28 10:07

  本文关键词：晶粒取向分布对金属板材拉深制耳、筒壁厚度及失稳影响的分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属板材由于其很好的弹性、塑性性质及塑性加工性能,在现实生活中有广泛的应用。冲杯是板材成型过程中的一个主要手段,在冲杯时经常会产生制耳,而制耳的大小可以衡量金属材料的各向异性程度,反过来金属板材的各向异性程度影响了制耳的大小和个数。在冲杯过程中,拉深件往往会产生破裂和起皱,直接导致产品的报废,从而使得成品率下降,或要经过后期处理,增加加工工序,进而增加了生产成本。本文引入多晶体材料的织构表示方法—取向分布函数,在Voigt模型下和Reuss模型下推导了包含微结构织构系数的立方晶粒正交板材弹性本构关系和塑性本构关系;将板材塑性本构关系分解为各向同性、横观各向同性和正交各向异性三部分,并确定各部分所含的参数个数以及和Hill屈服函数中六个参数的关系,利用板材拉深过程中法兰区的平衡微分方程、几何方程、物理方程以及客观性原理推导拉深过程中,横观各向同性板材和正交各向异性板材的拉深制耳、拉深件筒壁厚度与材料微结构织构系数及塑性参数的理论关系式,并取不同织构系数、不同拉深系数和不同塑性参数的板材为例进行分析,进而得到横观各向同性板材和正交各向异性板材制耳最小和筒壁厚度变化最小的织构系数和塑性参数;利用能量原理推导拉深过程中立方晶粒各向同性板材法兰区处于弹性阶段和塑性阶段时法兰区的失稳起皱。由于板材的微结构在其生产过程中可以控制和测量,所以本文的结果可以作为在实际生产中控制材料微结构的一个依据。
【关键词】：织构系数 拉深 制耳 厚度增量 起皱失稳
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG14
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 引言8-15
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 研究内容12-15
• 1.3.1 横观各向同性板材拉深变形13
• 1.3.2 正交各向异性板材拉深变形13
• 1.3.3 拉深失稳13-15
• 第二章 微结构理论和取向分布函数15-47
• 2.1 微结构理论15-21
• 2.1.1 金属板材微结构15-18
• 2.1.2 晶粒的取向分布18-19
• 2.1.3 织构的表示方法19-20
• 2.1.4 织构系数的测量20-21
• 2.2 取向分布函数21-31
• 2.2.1 取向分布函数21-24
• 2.2.2 织构系数24-28
• 2.2.3 算例28-31
• 2.3 立方晶粒各向同性材料弹性本构关系31-35
• 2.3.1 基于Voigt模型的各向同性材料弹性本构关系33-34
• 2.3.2 基于Reuss模型的各向同性材料弹性本构关系34-35
• 2.4 立方晶粒正交板材弹性本构关系35-43
• 2.4.1 基于Voigt模型的正交各向异性材料弹性本构关系35-41
• 2.4.2 基于Reuss模型的正交各向异性材料弹性本构关系41-42
• 2.4.3 算例42-43
• 2.5 屈服函数43-47
• 第三章 横观各向同性板材拉深制耳分析47-71
• 3.1 正交材料塑性本构分解47-51
• 3.1.1 理论依据47-49
• 3.1.2 塑性本构分解49-51
• 3.2 杯高分析51-55
• 3.2.1 基于平面应变假设的杯高51-53
• 3.2.2 基于平面应力假设的杯高53-55
• 3.3 杯壁厚度分析55-59
• 3.3.1 基于平面应变假设的杯壁厚度55
• 3.3.2 基于平面应力假设的杯壁厚度55-59
• 3.4 拉深过程中破裂分析59-65
• 3.4.1 法兰区应变分布59-61
• 3.4.2 法兰区应力分布61-63
• 3.4.3 筒壁传力区的承载能力63
• 3.4.4 厚度异性指数63-65
• 3.5 算例与结论65-71
• 3.5.1 杯高变化66-67
• 3.5.2 杯壁厚度变化67-71
• 第四章 正交各向异性板材拉深制耳分析71-97
• 4.1 杯高分析71-82
• 4.1.1 基于平面应变假设的杯高71-72
• 4.1.2 基于平面应力假设的杯高72-82
• 4.2 杯壁厚度分析82-86
• 4.3 算例和结论86-97
• 4.3.1 杯高分析86-92
• 4.3.2 杯壁厚度增量92-97
• 第五章 拉深失稳97-118
• 5.1 立方晶粒各向同性板材法兰区弹性失稳97-104
• 5.1.1 弹性阶段法兰区受力分析97-100
• 5.1.2 弹性阶段法兰区应力应变分析100-101
• 5.1.3 法兰区弹性失稳的能量法分析101-104
• 5.1.4 弹性失稳的必要条件104
• 5.2 立方晶粒各向同性板材的法兰区塑性失稳104-112
• 5.2.1 材料的硬化模型104-106
• 5.2.2 塑性阶段法兰区应力应变分析106-109
• 5.2.3 切向应力释放能109
• 5.2.4 法兰区弯曲功109-112
• 5.3 立方晶粒各向同性板材拉深失稳算例112-117
• 5.3.1 拉深实验参数112
• 5.3.2 拉深失稳弹性可能性分析112-114
• 5.3.3 拉深失稳塑性分析114-117
• 5.4 立方晶粒正交板材的法兰区失稳分析117-118
• 第六章 结论与展望118-120
• 6.1 结论118-119
• 6.2 展望119-120
• 致谢120-121
• 参考文献121-129
• 附录129-134
• 附录A 转动张量的Roe的表示129-133
• 附录B 四阶张量Voigt Notation形式133-134
• 攻读学位期间的研究成果134

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李赛毅，张新明;一种预测织构板材制耳倾向的新方法[J];金属学报;1996年08期

2 温熙宇，包耳;3004易拉罐特薄带材生产技术发展和理论研究现状[J];轻金属;1994年09期

3 孙成智,陈关龙,林忠钦,赵亦希;各向异性屈服准则对铝合金板成形预测精度的影响[J];塑性工程学报;2004年03期

  本文关键词：晶粒取向分布对金属板材拉深制耳、筒壁厚度及失稳影响的分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：402413