基于盒形件的固体颗粒介质成形新工艺基础研究

摘要

随着现代工业的发展，板料成形产品的种类越来越多，低塑性、难变形的新材料在汽车、航空、航天等领域的大量使用，以及随着零件成形的形状越来越复杂，这类材料和零件的成形对传统的板料成形方法提出了严峻的挑战。为此，研究者们提出了软模成形技术，软模成形工艺与传统成形工艺相比具有其一定优点，但是也有诸多的不足之处，从而在某种程度上限制了这种技术的进一步发展和应用。　　 研究者在传统软模成形技术的基础上提出了另一种能克服软模成形工艺一些不足之处的新型板料成形技术，即固体颗粒介质成形技术。它是采用固体颗粒介质代替传统刚性凸模（或凹模、弹性体、液体）的作用，对板料进行成形的新工艺。　　 本文以工程试验为主要研究方法和手段，分别以软凸模和软凹模两种成形实验方案并以盒形件为主要研究对象进行固体颗粒介质成形新工艺基础研究，选取天然细沙和不同直径的钢珠作为颗粒传压介质；并将固体颗粒介质传递的压力简化为均匀分布的压力对软凹模固体颗粒介质成形进行了数值模拟分析。　　 文中对固体颗粒介质成形进行了应力应变分析并应用塑性成形理论进行了部分理论推导；分析了盒形件软凸模成形自由变形区的变形模型，其可由二次函数模型表示。通过实验表明盒形件软凸模颗粒介质成形时零件的危险断面在底部自由变形区与短边侧壁区之间的过渡区域；进行了盒形件软凸模底部贴模实验，结果表明直壁盒形件底部圆角贴合模具较为困难，但由于底部自由胀形部分还具有较大的变形能力，对底部为复杂胀形或异形的零件成形领域具有一定应用空间；研究了固体颗粒介质直径的大小对零件表面质量和零件成形极限的影响；软凹模成形实验成功试制出成形高度稍高于刚性模成形的零件，分析了反向压力大小对零件外表面质量的影响；通过数值模拟研究了反向压力对零件成形性能的影响。　　 本课题丰富了固体颗粒介质成形实验的研究内容，为今后的实际应用奠定了更多的基础工作，具有重要的学术意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 盒形件固体颗粒介质成形过程理论分析

3 盒形件固体颗粒介质成形的实验研究

4 实验结果分析

5 软凹模固体颗粒介质成形数值模拟

6 结论

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果