Анализ микро/мезомасштабного процесса штамповки с равномерным, зависящем от размера материала учредительного модели

 

Рис. 4. Предел измерения образца  и геометрия (мм). (а) эскиз образца, (б) картина образца.

 

В  

 

 

 

 

Уравнения Свифта подбирает под напряжение и стресс кривые рис. 6 и значения механических свойств полученных в настольные 1. Удлинения измеряются и масштабные коэффициенты получены по Eq.9.. Очевидно видеть, что напряжение пластического течения также уменьшается с уменьшением толщины листа, несмотря на тот же размер зерна и химическими свойствами. Так же, как предыдущий анализ, ясно видно, что напряжения течения уменьшается с уменьшением толщины листа. Это потому, что зерна расположены на свободной поверхности менее ограничены чем зерна внутри материала.

 

 

 

 

3.2. Проверка и обсуждение

Мы используем эти экспериментальные  результаты для анализа материала поведения в процессе микроформирования и проверки модели материала предлагаемых в данной работе. Согласно уравнению. (9), значения размера фактор варьируются соответственно от 0,025 до 0,25 с различной толщиной образца. Для масштабного коэффициента = 0,025 (Т = 1,0 мм), внутренние зерна гораздо больше, чем поверхность зерна, поэтому напряжение пластического течения можно считать, что и для обычного поликристаллического материала. Практически размерных эффектов не считаются.

В традиционном процессе формования листа используют 1,00 мм толщиной листов. Следовательно, неопределенных коэффициентов в модели может рассчитывается по МНК (метод наименьших квадратов) основан на предположении, что кривые напряжение пластического течения может быть идентифицированы с экспоненциальным законом. Мы можем получить критическое напряжение сдвига

По словам Шмида права  и единой теории пластичности кристалла,

напряжения течения для  одной модели в которые параметр m 2 для нижней границы состоянии [16]. Размер независимых срок (поликристалл модели) может быть рассчитана с помощью Эквалайзера.(6), где фактор ориентации 3.06 согласно модели Тэйлора (верхняя граница модели), а также зависящие от размера срок. Она представляет, что поведение материала изменяется от монокристалла до поликристаллического материала, когда размер фактор ƞ изменяется от 0 до1.

Кроме того, результаты моделирования рассчитываются по модели материала

будет двигаться вверх, когда  размер зерна D увеличивается от 25 мкм до 100 мкм, что означает, что материалы с большим размером зерна являются склонны к влиянию размер / масштаб эффектов. На самом деле, обычный macroforming процесса и микро / mesoforming процесс может определяться в соответствии с влиянием размерных эффектов. Размер / факторы образца в экспериментах показано на фиг. 8. разница размера / масштаба можно проиллюстрировать причиной того, что поток стресс 1,0 мм толщины листов намного больше, чем 0,1 мм

 

Рис. 7. Проведено сравнение  расчетных и экспериментальных  результатов.

 

 4. Анализ размерных эффектов в микро /мезолистовом формирования

4.1. FE модели для микро / мезолистов формования

 

Размерные эффекты являются наиболее сложными проблемами в микро / мезоформировании проектирования, которые делают процесс проектирования более сложно. Для микрометаллического листа процессе формирования материала в различных шкалах показывается различные поведения, которые должны быть рассмотрены в матрицы и пуансона дизайн, и определение формирования силы и нажмите выборе машины.

В этой статье пример был  дан, чтобы убедиться в справедливости этого, зависящие от размера учредительные  модели. Кроме того, в целях изучения влияния размер материала эффекты микролистовой штамповки 
процесс, FE модели микро-форма U формирование листа устанавливается. Микро-умереть 1000 м в ширину и 1000 м, глубина 200 м, радиус пуансона и в 300 м умереть радиуса (рис. 9). Зазор 
между пуансона и матрицы составляет 1,1 время ширина листов. Пустой удерживать силой, 2000, N и максимального хода пуансона устанавливается 
0,75 мм. 
              Размер зависит от материала учредительного модель, предложенная в данной статье, принятой в FE-модели. Правоохранительные интеграции массового элемента C3D8R используется потому, что толщина листа-это же масштабе, как функция размера микро-U части формы. Удар и пустой держателей дискретных твердого тела. Коэффициент трения между листового металла составляет 0,1 ,коэффициент трения 0.1 также определяется между пустым владельцев и листового металла и никакого трения определяется между пуансоном и листа.

Рис. 8. Размер / масштабный коэффициент  как функцию размера зерна  и толщины листа.

 

 

 

 

Рис. 9. Эскиз микролистового формования.

 

 

4.2. Результаты и обсуждение

 

На основе моделей FE выше, численного моделирования выполнены. Различные масштабные коэффициенты вводимые в модели FE Для оценки влияния размерных эффектов. Рис. 10 показано Сравнение силы удара для микро / мезолистового формирования обработать с и без учета размерных эффектов (ƞ= 0,ƞ= 0.25). В свете рис. 10, было обнаружено, что сила пуансона 150N для случая без размерных эффектов считается (= 0, поликристаллического напряжение течения), когда удар вытесняют достигает 0,75 мм, в то время как он уменьшается, очевидно, 110N для случая с размерные эффекты считаются (? = 0,25). Отличие распределения напряжений Мизеса показано на рис. 11. Это указывает на очевидное снижение стресса, когда Мизес влияние размерных эффектов учитывается. Прогнозируемые результаты показывают, что максимальное напряжение Мизес 1271MPa для традиционных поликристаллического материала модели (без размерных эффектов) и для 920MPa размерных эффектов рассматриваются. Причина в том, что микро / мезомасштабными материала модель содержит два слагаемых: зависит от размера срока и размера независимых который не вычитается для обычных ploycrystal модели. Таким образом, напряжение течения микро / mesomartial модели должно быть меньше, чем моделировать с помощью традиционной модели. Таким образом, размер последствий должны приниматься во внимание при Концепция стадии проектирования микро / mesoforming процесса.

 

 

 

 

 

Рис. 10. Сравнение силы удара  в зависимости от относительного хода удара.

 

 

 

Рис. 11. Сравнение распределения  напряжений Мизеса микро-штамповки деталей. () Размеры

Эффект не считается, (б) размер эффекта считается.

 

В соответствии с этим одинаковоый размера модели зависит предлагаемый материал. В этом исследовании материала поведения из листового металла с различными Толщинами может быть описана с помощью различных факторов масштаба ƞ Поэтому процесс формования для SUS304 листов различной толщины можно имитировать с помощью одной единой определяющее уравнение с различные факторы масштаба, чтобы описать их поведение. Масштабный коэффициент оказывается 0,5, 0,25, 0,167 и 0,125 на 0,05 мм, 0,1 мм, 0.15mmand 0.2mmthickness SUS304 листы, respectively.Numerical

моделирования сделано и развитие сила удара микролистового процесса формования с различной толщиной получается и показано на фиг. 12.

 

Рис. 12. Нагрузка удара в зависимости от относительного хода удара для разной толщины листа.

 

Что касается минимальной толщины 0,05 мм, сила удара является N 40,96, однако она возрастает до 195.66N на 0,2 мм толщиной листов, когда ход удара достигает 0,75 мм. Кроме того, он Также установлен, что максимальная сила удара является 43.86N в то время как удар смещения 0.67mm, что означает листа стали тонкий резко и риск разрыва листа увеличена. Принимая во внимание, не убывает и никакой очевидный разрыв не наблюдается для листов толщиной 0,2 мм из-за его высокой способности распределить равномерно деформации из-за относительно высокого напряжения течения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Заключение

   

Для того чтобы получить точную конструкцию микро / мезоформирования, основанного на КЭ анализа, правильное моделирование поведения материала на микро / мезомасштабными считаются необходимыми  размерные эффекты. В это исследование, однородный размер зависит от учредительных моделей материала устанавливается для описания развития материально поведения от макромасштабные к микро / мезомасштабными путем введения размерный фактор. Это установливает, что напряжение пластического течения в микро / мезомасштабах между одним кристаллом (нижняя граница) и поликристаллического модели (верхняя граница). По сравнению с традиционными поликристаллическим материалом модели, новый материал модели содержит два различные части. Одним из них является размер независимый термин, который соответствует традиционной модели поликристалла и другой размер зависимый термин, который содержит влияния размер / эффект масштаба. Предел Эксперименты проводились для проверки модели. В конце концов, FE моделей микро / мезоформирования создаются на основе этого материала равномерным учредительных модели. Моделирование выполняется с различными факторами размера. Результаты моделирования показывают, что существует большая разница между результатами с учетом размерных эффектов и что без размера эффектов. Таким образом, размерные эффекты необходимо учитывать при проектировании микро /мезоформировательного процесса.