T2紫銅激光沖擊微擠壓成形的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)和微系統(tǒng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)微型零件及微成形技術(shù)提出了更高的要求。微擠壓成形工藝作為微成形技術(shù)的一個(gè)重要分支，在電子工業(yè)、通信技術(shù)、生物醫(yī)療及航空航天等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文在激光沖擊微成形的基礎(chǔ)上，利用微型凹模的約束作用，實(shí)現(xiàn)了利用激光支持爆轟波誘導(dǎo)沖擊壓力作用于板料表面，使其實(shí)現(xiàn)微擠壓成形。根據(jù)所提的方法和理論，本文對(duì)T2紫銅的激光沖擊微擠壓成形進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，詳細(xì)分析了激光參數(shù)、材料屬性、凹?？讖降纫蛩貙?duì)其成形

2、性能的影響，并分析了各種失效形式。本文主要研究工作及成果如下:
　　 (1)介紹了微成形技術(shù)研究進(jìn)展和尺寸效應(yīng)對(duì)微成形的影響，論述了激光沖擊微成形機(jī)理、爆轟波的傳播及演化過程，建立了峰值壓力的計(jì)算模型，討論了激光沖擊微擠壓成形的影響因素。設(shè)計(jì)了T2紫銅的拉伸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著試樣尺寸的減小，流動(dòng)應(yīng)力隨之降低，與流動(dòng)應(yīng)力尺寸效應(yīng)相符。
　　 (2)運(yùn)用ABAQUS軟件對(duì)T2紫銅的激光沖擊微擠壓成形進(jìn)行了數(shù)值分析，研究峰

3、值壓力、板料厚度、凹?？讖饺齻€(gè)因素對(duì)成形性能的影響。分析結(jié)果表明:成形深度隨著峰值壓力和凹模孔徑的增大而增大，但不是線性關(guān)系;成形深度隨著板料厚度的增大而減小，因?yàn)槌叽缭酱螅鲃?dòng)應(yīng)力越大。等效應(yīng)力隨著峰值壓力和凹?？讖降脑龃蠖龃?，隨著板料厚度的增大而減小。中心區(qū)域的等效應(yīng)力一般較小，這是由于應(yīng)力空洞現(xiàn)象所造成的;凹?？谔幍牡刃?yīng)力最大，故此處是裂紋及破裂的易產(chǎn)生區(qū)。
　　 (3)根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果設(shè)計(jì)了T2紫銅的激光沖擊微擠壓成

4、形實(shí)驗(yàn)，主要采用了激光能量、板料厚度、晶粒尺寸和凹?？讖剿膫€(gè)影響因素。運(yùn)用Veeco形貌測(cè)量?jī)x檢測(cè)了成形深度，運(yùn)用X-350A型殘余應(yīng)力測(cè)定儀檢測(cè)了成形背面的殘余應(yīng)力。檢測(cè)結(jié)果表明:成形深度隨著激光能量、晶粒尺寸和凹?？讖降脑龃蠖龃?，隨著板料厚度的增大而減小。對(duì)于晶粒尺寸的影響，可用Hall-Petch公式和表面層模型進(jìn)行解釋。試樣背面中心區(qū)域的殘余應(yīng)力主要表現(xiàn)為拉應(yīng)力，其大小與成形深度相關(guān)。
　　 (4)將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果