武汉科技大学毕业外文翻译

本科毕业论文外文翻译 外外 文文 译译 文文 题题 目目 （（ 中中 文文 ））影响的摩擦型模 影响的摩擦型模 学学院院 机械自动化学院 一种能反映深拉深过程中加载和卸载一种能反映深拉深过程中加载和卸载 专专业业 机械工程及自动化2011级5班 学学号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 日日期期 201103130195 潘海超 李贵 二〇一五年三月 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 A friction model for loading and reloading effects in deep drawing processes D.K.Karupannasamy，J.Hol, M.B.de Rooij, T.Meingers, D.J.Schipper Wear, 2014, 3181-227-39 一种能反映深拉深过程中加载和卸载影响的摩擦型模一种能反映深拉深过程中加载和卸载影响的摩擦型模 D.K.Karupannasamy，J.Hol, M.B.de Rooij, T.Meingers, D.J.Schipper 磨损杂志，2014年，318卷1-2期，页码27-39 1 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 摘要摘要 拉深是汽车车身部件金属板料成形使用最广泛的一种成形工艺。 为了模拟拉深成形 过程，有限元（FE）方法被用来预测成形性。有限元模拟的准确性取决于材料模型， 数值模拟技术和接触算法。虽然，在成形过程中模具和板料的接触状态影响摩擦系数， 但实际上摩擦系数通常被视为一个常数，在有限元模拟中一般都采用库仑摩擦系数。然 而，基于局部接触条件和表面形貌的摩擦模型可以提高冲压成形预测的准确性。现在， 对于接触模型用于表征有限元模拟中的摩擦本质表现出越来越大的兴趣。在拉深过程 中，滑动接触主要发生在模具和板料的压边区域之间。 由于受模具几何形状的影响，板 料在成形过程中的材料流动和弯曲效应使得材料受到压缩， 导致压边区的接触力分别不 均匀。板料的表面在滑动时进行反复的接触从而影响局部摩擦条件。本文的目的是基于 混合模式的表面变形开发一种滑动摩擦模型。该摩擦模型考虑板料和模具的表面粗糙 度，以及板料流过凹凸区域的硬化过程。此外，在正常载荷下，模具还会对板料产生厚 向挤压。为了更加精确的描述载荷与摩擦之间的关系，本文采用一个椭圆抛物面的形状 来描述凹凸的几何形状特。该模型已在旋转摩擦试验机上进行了多载荷条件的实验，并 对对数据进行了比较。 关键词关键词摩擦模型，拉深过程，凹凸平坦化，犁，边界润滑 1. 1. 引言引言 1.11.1 拉深过程中的接触条件拉深过程中的接触条件 拉深过程涉及到金属板材成形为所需形状的模具和冲头。 当金属板材和模具之间的 模具圆角区域受弯曲和拉伸力[1]的合力时（如图1 所示）复杂的接触状况就会发生。当 压边和模具圆角区域以及金属板材的表面在不同负荷下经历反复的接触时接触压力会 不均匀。例如，当板材滑过模具圆角区（标记如1– 3 图 1）时板材表面局部会被加载到 很大的接触压力而其它部位是较低的接触压力。在微观尺度上，表面之间的接触是离散 的。表面形貌是由微小的不规则形状组成，称为凹凸。正如 Tabor[2]表明的那样微接触 的连接形成由于施加的载荷影响摩擦。 连接理论得到了进一步的应用来开发解释表面接 触变形过程的模型。Greenwood，Williamson[3]和 pullen，Williamson[4]已使用统计方法 来解释表面的变形过程。金属塑性加工过程中表面变形是复杂的，接触模型已经发展到 由 Wilson，Sheu[5]和 Sutcliffe [6]在平面应力和应变的条件下利用楔状的凹凸解释体积变 形的过程。各种实验技术也已发展到通过模拟拉深过程发生的条件来测量摩擦系数。实 2 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 验的选择取决于变形过程怎样控制。以一个简单的拉深过程（例如拉深试验或 U 形条 拉拔试验）作为测试方法，冲头力可以被测量来量化表面粗糙度和润滑的影响。 一个杯形件拉深过程有限元模拟的接触压力 图 1.拉深成形过程接触条件的有限元模拟 然而对于表面变形的个别因素像正常加载，拉伸和反复接触的影响则不能量化。带 钢拉伸试验已被 ter Haar [7]用来测量表面变形（由于正常的加载和预拉伸）和滑动速度 对拉深过程的影响并且构建了 Stribeck 曲线。摩擦几乎不受体积成形过程影响。roizard 等人[8]也用带钢拉伸试验测量金属板料成形的摩擦来研究重复接触和温度的影响。他们 3 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 发现，在反复接触的条件下摩擦系数因材料粘合剂转的移而增加。埃蒙斯[9]只在正常载 荷条件下用旋转摩擦试验机研究了表面粗糙度，润滑和各种组合材料的影响。乔纳森等 人[10]用拉伸弯曲试验使用不同材质的表面通过复制模具半径的变形区来测量摩擦。 维柯 兰德等人[11]也采用弯拉试验验证了在正常载荷和体积变形以及润滑影响的条件下对于 不同的表面材质和各种滑动速度的板材的一个摩擦模型。 现今有各种各样的接触模型与 已发展的实验被进行来解释拉深过程中的摩擦磨损行为。 模型和实验之间的相关性仍然 缺乏对个别影响因素的考虑。 本文着重于提高与正常加载和重加载表面相关的已被发展 的摩擦模型的预测能力。由于表面粗糙度和弯曲力的分别变化，体积变形复杂性增加了 带钢拉伸试验以及拉伸弯曲试验的摩擦测量的困难性。用接触模型来预测摩擦系数在 [12-21]中被描述， 此部分讨论了在正常负载和体积变形的凹凸平坦化， 耕犁， 第三体效应， 边界润滑和混合润滑条件的影响。但是板材表面的变形被认为是刚塑性的。目前的工作 重点是改善用于加载和重加载条件下的混合变形模式的接触模式。 1.2.1.2.接触模型接触模型 模具和板材表面名义上是平的。当两个名义上的平表面接触时，接触仅发生在一定 的点，如图2 所示。因此，通常实际接触面积比名义接触面积较小。接触表面因粗糙度 水平的不同而不同。 模具表面通常比板材表面光滑。 在接触模型中， 可以假定在工件 （板 材）光滑粗糙尺度[12]是光滑的。平滑的模具将使工件表面粗糙度降低。当遇到加载/卸 载表面时凹凸表面将经历变形的混合模式。Jamari 和 Schipper[22]的弹塑性接触模型用来 解释重新加载接触条件下工件的凹凸变形。在一个较小的范围内（即，模具表面粗糙度 水平），模具凹凸缩进到扁平的工件。在滑动过程中，收缩的模具凹凸在工件上产生耕 犁。 在弹塑性接触条件下梅森等人[23]提出了一种模具压痕模型来计算磨损过程。 摩擦系 数的计算是基于由 Karupannasamy 等人[13]提出的模具凹凸的耕犁模型。 图 2.拉深成形过程中模具和板材金属表面之间发生的接触 4 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 1.3.凹凸表征 表面是用一个像素高度的矩阵表示的。随着接触载荷的增加， 表面分离减少。对于 一个已知的表面分离，接触斑位于高度矩阵。接触斑通过连接像素的方法鉴别。在接触 斑确定之后， 其以椭圆抛物面为特征， 使用由德罗阿等人[24]给出的接触斑的体积和面积。 这提供了一