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A356合金微触变成形及其超声振动辅助机理研究

唐培

  本学位论文结合国家自然科学基金项目“超声振动辅助介观尺度半固态金属微触变成形的理论和方法研究”(资助号:50775203),以车载燃料电池制氢微反应器的反应载体薄板作为研究对象,开展了微凸台阵列结构的微触变成形工艺及其超声振动辅助机理研究。首先,分析了微触变成形工艺的可行性,并对微触变成形工艺的可行性进行了实验验证;然后,对微凸台阵列结构的触变成形工艺进行了模拟和实验研究;最后,研究了微触变成形中存在的尺度效应,并针对微凸台充型不完全的缺陷,提出在微触变成形中施加超声振动来改善半固态金属的流动性,提高制品质量。 第1章,阐述了本学位论文的研究背景与意义,详细介绍了国内外在金属微成形技术和超声振动辅助金属成形技术方面的研究现状,并在此基础上,提出了论文的主要研究内容。 第2章,首先介绍了半固态金属触变成形工艺流程;随后,通过对半固态金属浆料流动特性的研究,分析了半固态金属微触变成形工艺的可行性,并进行了触变成形工艺可行性的实验验证。 第3章,建立了A356合金在半固态温度区间的本构模型,并对其合理性进行了验证;将A356合金在半固态温度区间的本构模型用于微凸台阵列结构触变成形的模拟过程,采用DEFORM软件分析了工艺参数(坯料温度、成形速度、模具温度)和模具几何结构参数(微孔深径比、占空比、微孔位置)对微凸台阵列结构触变成形效果的影响,为微凸台阵列结构触变成形工艺和模具结构设计提供了指导。 第4章,根据触变成形的微凸台阵列结构典型形貌和应用要求,提出了微凸台阵列结构综合质量的评价参数;并系统地研究了成形速度、坯料初始尺寸、润滑条件和成形力对微凸台阵列结构充型效果的影响规律。 第5章,进行了单个微凸台的微触变挤压成形实验,并以成形微凸台的高径比和成形力作为评价参数,对微触变成形过程中存在的尺度效应进行了研究探索,结果表明:微触变成形过程中存在明显的尺度效应,并且微凸台的高径比随微孔直径的减小而降低,成形力随微孔直径的减小而增大。 第6章,针对微凸台阵列结构在触变成形过程中充型不完全的缺陷,提出将超声振动辅助引入金属微触变成形过程,研究了超声振动对成形力、材料流动性和微凸台高径比的影响,结果表明:超声振动能够有效降低成形力,增加成形微凸台的高径比,提高微凸台结构的触变成形质量。 第7章,总结了论文的主要研究工作,并展望了未来的研究工作。……   
[关键词]:半固态;微触变成形;微凸台阵列结构;尺度效应;超声振动辅助
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2012年
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