粘性介質(zhì)壓力成形有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、粘性介質(zhì)壓力成形作為一種近年來發(fā)展起來的板材軟模成形方法，已經(jīng)在航天等領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用。由于粘性介質(zhì)壓力成形過程板材與粘性介質(zhì)耦合變形特點(diǎn)，借助有限元分析方法進(jìn)行分析是十分必要的，但是，現(xiàn)有的有限元方法均不能對(duì)這一變形行為進(jìn)行分析。本文對(duì)粘性介質(zhì)壓力成形有限元分析關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，提出了板材與粘性介質(zhì)耦合變形有限元處理方法，對(duì)粘性介質(zhì)壓力脹形和拉深過程進(jìn)行有限元分析。
　　粘性介質(zhì)的力學(xué)性能是粘性介質(zhì)壓力成形的主要影響因素，

2、目前還缺少深入的理解和材料模型。本文通過剪切蠕變、回復(fù)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)典型粘性介質(zhì)材料流變性能進(jìn)行了研究分析，確立了粘性介質(zhì)為粘彈塑性性質(zhì)，并建立了粘彈塑性材料本構(gòu)模型，比較已有的簡(jiǎn)化模型全面地反映了粘性介質(zhì)的性質(zhì)，為粘性介質(zhì)的選擇和成形過程數(shù)值模擬優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　板材與粘性介質(zhì)界面之間粘著應(yīng)力作用是粘性介質(zhì)壓力成形區(qū)別于其它板材成形方法的重要特點(diǎn)之一，由于其界面作用涉及到粘性介質(zhì)的高壓流動(dòng)與板材變形的耦合作用，不易確定板材

3、在粘著應(yīng)力作用下的變形行為。本文提出了板材與粘性介質(zhì)界面之間粘著應(yīng)力試驗(yàn)裝置原理，可以將粘著應(yīng)力作為板材拉伸力，直接測(cè)量粘著應(yīng)力對(duì)板材變形的作用。采用自主設(shè)計(jì)和研制的粘著應(yīng)力試驗(yàn)裝置，獲得了板材與粘性介質(zhì)界面之間粘著應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，首次建立了粘著應(yīng)力數(shù)學(xué)模型，考慮了粘性介質(zhì)粘度、壓力及剪切應(yīng)變率等因素，較已有的近似摩擦模型真實(shí)的反映了板材與粘性介質(zhì)界面相互作用，為粘性介質(zhì)壓力成形過程板材與粘性介質(zhì)耦合變形有限元分析提供了數(shù)學(xué)模型。

4、>　　針對(duì)粘性介質(zhì)壓力成形過程板材與粘性介質(zhì)耦合變形特點(diǎn)，引入了粘著應(yīng)力數(shù)學(xué)模型，建立了基于罰函數(shù)法的板材與粘性介質(zhì)界面接觸處理算法，提出了彈塑性板材與粘彈塑性體耦合變形的有限元分析方法，較已有的近似、簡(jiǎn)化有限元模型真實(shí)的反映了粘性介質(zhì)壓力成形過程板材彈塑性變形和粘性介質(zhì)粘彈塑性體變形。采用二維截面近似方法，基于上述算法開發(fā)了粘性介質(zhì)壓力成形二維截面有限元分析程序，為粘性介質(zhì)壓力成形提供了適合的分析工具。
　　采用開發(fā)的粘性介質(zhì)壓