粘性介質壓力成形有限元分析與實驗研究.pdf

1、粘性介質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，已經在航天等領域得到了較好的應用。由于粘性介質壓力成形過程板材與粘性介質耦合變形特點，借助有限元分析方法進行分析是十分必要的，但是，現有的有限元方法均不能對這一變形行為進行分析。本文對粘性介質壓力成形有限元分析關鍵技術進行了分析，提出了板材與粘性介質耦合變形有限元處理方法，對粘性介質壓力脹形和拉深過程進行有限元分析。
　　粘性介質的力學性能是粘性介質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、回復實驗方法，對典型粘性介質材料流變性能進行了研究分析，確立了粘性介質為粘彈塑性性質，并建立了粘彈塑性材料本構模型，比較已有的簡化模型全面地反映了粘性介質的性質，為粘性介質的選擇和成形過程數值模擬優(yōu)化提供了理論依據。
　　板材與粘性介質界面之間粘著應力作用是粘性介質壓力成形區(qū)別于其它板材成形方法的重要特點之一，由于其界面作用涉及到粘性介質的高壓流動與板材變形的耦合作用，不易確定板材

3、在粘著應力作用下的變形行為。本文提出了板材與粘性介質界面之間粘著應力試驗裝置原理，可以將粘著應力作為板材拉伸力，直接測量粘著應力對板材變形的作用。采用自主設計和研制的粘著應力試驗裝置，獲得了板材與粘性介質界面之間粘著應力的實驗數據，首次建立了粘著應力數學模型，考慮了粘性介質粘度、壓力及剪切應變率等因素，較已有的近似摩擦模型真實的反映了板材與粘性介質界面相互作用，為粘性介質壓力成形過程板材與粘性介質耦合變形有限元分析提供了數學模型。

4、>　　針對粘性介質壓力成形過程板材與粘性介質耦合變形特點，引入了粘著應力數學模型，建立了基于罰函數法的板材與粘性介質界面接觸處理算法，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、簡化有限元模型真實的反映了粘性介質壓力成形過程板材彈塑性變形和粘性介質粘彈塑性體變形。采用二維截面近似方法，基于上述算法開發(fā)了粘性介質壓力成形二維截面有限元分析程序，為粘性介質壓力成形提供了適合的分析工具。
　　采用開發(fā)的粘性介質壓