金屬塑性成形接觸表面摩擦特性的測算.pdf

1、金屬塑性成形過程中，工具與工件間接觸表面的摩擦是一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，對于成形工藝的可行性及制件質(zhì)量至關(guān)重要。在求解塑性問題時，摩擦力作為重要的邊界條件，對計算結(jié)果影響甚大。為滿足實際計算的需求，許多研究者從各角度進(jìn)行了大量探究，他們或提出摩擦模型，或發(fā)明摩擦測量方法，但其主要局限于對摩擦系數(shù)的完善和測定，并沒有真正揭示塑性成形中摩擦切應(yīng)力的分布規(guī)律。
　　本文以剛塑性有限元理論為依據(jù)，利用FORTRAN語言開發(fā)一套摩擦特性測算分析

2、的軟件系統(tǒng)，其可實現(xiàn)的功能為輸入接觸面節(jié)點位移速度可求解出各節(jié)點的節(jié)點力，再根據(jù)等效節(jié)點力的計算方法逆推出接觸表面摩擦切應(yīng)力的分布規(guī)律。而接觸表面節(jié)點位移是通過將表面蝕刻有同心圓網(wǎng)格的圓柱體試件進(jìn)行鐓粗，然后測量網(wǎng)格的直徑得到的。
　　在實驗方面，本文以 Q235的圓柱坯料為實驗對象，設(shè)有七種不同高徑比、兩種不同接觸端面粗糙度的試件，均以1mm為增量加載，每下壓1mm記錄同心圓的直徑，換算為相對節(jié)點位移速度，將其作為邊界條件輸入到

3、數(shù)值系統(tǒng)中，最終得出了摩擦切應(yīng)力在接觸面上的分布規(guī)律，以及不同高徑比、不同粗糙度對接觸表面摩擦力分布規(guī)律的影響。
　　計算結(jié)果表明，在圓柱端面上，從中心到邊緣，摩擦切應(yīng)力先線性增大，達(dá)到某一數(shù)值后減小。并且隨著壓下量的增大，最高點的位置向中心方向發(fā)生偏移。在相同壓下量下，高徑比大的試件的切應(yīng)力最高點的位置較高徑比小的試件靠近邊緣。高徑比的增加使得表面摩擦切應(yīng)力整體減小。對于高徑比1~1.4范圍內(nèi)的試件，試件表面粗糙度的增大，并沒有