基于失穩(wěn)減薄率的鍍鎳鋼帶成形極限研究.pdf

1、電鍍沉積是材料表面改性的重要方法,它能提高金屬材料的綜合使用效率。隨著鍍層材料的廣泛應(yīng)用,其加工問題逐步引起了人們的重視。在材料成形過程中,鍍層經(jīng)常會出現(xiàn)起皺或破裂,如果鍍層薄板與模具間的幾何參數(shù)、摩擦力、加載力、成形溫度、速度等選取不當(dāng)都將導(dǎo)致成形件的破壞。鍍層材料在實際生產(chǎn)中為了滿足工程應(yīng)用的需要,需要保證成形件減薄率在一定的范圍內(nèi),因而預(yù)測金屬鍍層薄板在復(fù)雜應(yīng)變路徑下的成形極限曲線以及分析材料參數(shù)與成形工藝參數(shù)對極限應(yīng)變點分布的影

2、響具有重要的意義。
　　本論文首先對鍍鎳鋼帶的制備、特性以及在加工中遇到的起皺破裂問題進(jìn)行了綜述,然后結(jié)合鍍層微觀破壞與宏觀減薄失穩(wěn),建立了以減薄率為失穩(wěn)判據(jù)的鍍層成形極限。通過沖壓實驗并用ARGUS光學(xué)測試系統(tǒng)研究了金屬鍍層薄板的成形極限曲線,接著分析了摩擦系數(shù)和鍍層薄板平面尺寸這兩個材料參數(shù)對極限應(yīng)變點分布的影響,最后分析了不同溫度和沖壓速率下的成形極限曲線,為鍍鎳鋼帶的加工成形工藝提供指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　

3、　(1)研究了不同減薄程度和不同應(yīng)變路徑下的鍍層薄板成形極限。根據(jù)鍍層材料的微觀破壞形貌,建立與之對應(yīng)的宏觀成形失穩(wěn)準(zhǔn)則,對其成形極限進(jìn)行研究,分析了不同微觀破壞形貌的鎳鍍層杯形件的減薄率,得到以不同微觀破壞形貌為失穩(wěn)準(zhǔn)則的減薄率判據(jù)。用數(shù)值模擬和實驗驗證研究了不同壓邊力、摩擦條件以及成形坯料尺寸條件下的極限應(yīng)變值,得到了多種應(yīng)變路徑下金屬鍍層薄板的成形極限應(yīng)變曲線,結(jié)果表明減薄率判據(jù)可以較好的預(yù)測成形極限曲線。
　　(2)研究了

4、摩擦系數(shù)和坯料尺寸對單一應(yīng)變路徑成形極限點分布的影響。通過分析單一應(yīng)變路徑下摩擦系數(shù)和薄板坯料尺寸對成形極限的影響,發(fā)現(xiàn)隨著摩擦系數(shù)的增加,極限應(yīng)變值減小,而坯料尺寸的增加,極限應(yīng)變值先增加后減小,坯料尺寸在沖壓成形工藝?yán)镉兄钸m宜值,且模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。
　　(3)研究了成形工藝參數(shù)對金屬鍍層薄板成形極限曲線的影響。通過數(shù)值模擬分析不同溫度和速率下的載荷位移曲線、應(yīng)變場分布規(guī)律、厚度變化規(guī)律,得到了金屬鍍層的成形極限。