检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：邵林盐城工学院

学位级别：硕士

在低碳节能的背景下,近年来国内板类零件成形正向着轻量一体化以及减少能源消耗方向发展。铝合金板材拥有良好比强度、优异的耐腐蚀性、出色的成形表面质量等优点被广泛应用于汽车、光伏储能、轨道交通等工业领域,其中轻质铝合金已成为... 详细信息

在低碳节能的背景下,近年来国内板类零件成形正向着轻量一体化以及减少能源消耗方向发展。铝合金板材拥有良好比强度、优异的耐腐蚀性、出色的成形表面质量等优点被广泛应用于汽车、光伏储能、轨道交通等工业领域,其中轻质铝合金已成为工业设备轻量化技术中最理想的材料之一。然而由于轻质铝板塑性低、成形差,通常采用软模介质成形方法,但因采用刚性压边装置,一方面当压边区板料与变形区形状差异较大以及板料流动阻力增加时,易发生起皱、破裂缺陷现象,不利于提高板材成形性。另一方面,软模介质成形采用气体、液体、固体颗粒或黏性介质等材料作为传力介质,成形模具结构复杂,且密封处易受污染。针对上述问题,基于固态介质的成形工艺方法,提出了一种利用低熔点合金介质热敏感的特性,通过温度控制其流变行为,改变板材压边区流动状态,同时可实现板材的无压边成形方法。主要工作内容和结论如下:(1)以5052铝合金曲面件为目标结构件,采用低熔点合金作为传力介质,研究低熔点合金介质压力成形下轻质铝板的成形性,比较了不同介质厚度、冲压速率、流变强度以及摩擦力下的板材成形过程。(2)针对模拟中因拉格朗日型网格出现的网格畸变导致的问题,采用了欧拉(CEL)耦合分析方法进行试验和模拟计算,CEL耦合方法更加贴合试验数据,除了准确模拟板材连续成形过程的变化动态,还能够在不进行试验的情况下先通过模拟计算后再进行试验,减少了试验次数。(3)讨论了不同试验参数下低熔点合金辅助成形对板材成形性的影响。在低熔点合金介质压力成形过程中,靠近板材中部区域等效应变值较大,上层板内径增大,低熔点合金介质与板材上部的接触面积减小,其切向应力也减少;低熔点合金介质厚度(H)直接改变了板材的径向受力状态,H=10mm下的板材最大应力区域先开始增多,H=12mm下的板材最大应力区域明显稀疏。通过对比分析模拟件和试验件的厚度分布,可以看出,板材在支撑区向介质流动区过渡时,受双向拉应力和切向应力影响,会过渡减薄,发生破裂,H=12mm,D=30mm时,减薄率为8%,减少了低熔点合金介质对板材的切向应力,从而抑制了破裂。

关键词：板材成形数值模拟轻质铝板低熔点合金软模成形

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PEMFC双极板磁脉冲成形研究

PEMFC双极板磁脉冲成形研究

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作者：王蕾哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

质子交换膜燃料电池的重要组成部分,本文提出了一种低成本、高效率的双极板成形方法——磁脉冲力驱动橡胶软模成形法。利用有限元分析和试验研究相结合的方法,研究了磁脉冲力驱动软模成形双极板流道的成形特点及工艺参数对成形的影响规... 详细信息

质子交换膜燃料电池的重要组成部分,本文提出了一种低成本、高效率的双极板成形方法——磁脉冲力驱动橡胶软模成形法。利用有限元分析和试验研究相结合的方法,研究了磁脉冲力驱动软模成形双极板流道的成形特点及工艺参数对成形的影响规律。通过与传统的压力机驱动的刚模成形和压力机驱动软模成形对比分析,得到磁脉冲力驱动软模成形的特点。根据成形系统的物理模型,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,得到成形后板坯不同部位的厚度分布规律和应力应变特点,减薄在圆角区最严重,流场区板坯的应变类型属于平面应变,变形方式以胀形为主,在圆角区为胀形与弯曲的复合变形。增大成形载荷峰值、加载速度、圆角半径值,所成形的流道深度增大,橡胶软模硬度在所分析工艺条件下对成形的影响不显著。进行不锈钢板的磁脉冲力驱动软模成形试验研究,研究结果表明,双极板流道成形深度随放电能量、放电频率的增加而增大。成形后板坯在圆角处减薄最严重,双极板流场区发生胀形变形,试验研究结果与模拟分析结果吻合较好。通过工艺试验对比分析了磁脉冲力驱动软模成形和压力机驱动刚模、软模成形三种工艺所成形双极板的成形效果和尺寸一致性。研究结果表明,与传统压力机提供的载荷相比,作用在橡胶板上的脉冲载荷能使板坯的贴模程度增加,同时所成形双极板的同一制件内的尺寸一致性和不同制件间的尺寸一致性都较好。由此说明,磁脉冲力驱动软模成形是加工双极板的有效成形工艺方法。

关键词：双极板磁脉冲成形软模成形数值模拟

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分区域软模调控对Al1060板材胀形过程变形行为的影响

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塑性工程学报 2024年第7期31卷 15-20页

作者：王朋义王育聪万戈辉左鹏金一淳陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

针对传统软模成形中软模性能整体调控与零件不同变形区域差异化需求的矛盾,采用磁流变液作为成形软模材料,在分区域软模调控下对Al1060板材开展了软模胀形试验与模拟研究,重点关注了中心主导磁场和边缘主导磁场对板材变形行为的影响。... 详细信息

针对传统软模成形中软模性能整体调控与零件不同变形区域差异化需求的矛盾,采用磁流变液作为成形软模材料,在分区域软模调控下对Al1060板材开展了软模胀形试验与模拟研究,重点关注了中心主导磁场和边缘主导磁场对板材变形行为的影响。结果表明,采用分区域软模调控的方法可显著改变板材胀形过程中的变形行为。中心主导磁场下试件椭圆度为0.85,破裂位置位于磁场突变处,应变最大值出现在半径约10 mm位置;边缘主导磁场下试件椭圆度为0.47,破裂位置则位于凹模圆角附近,整体应变分布更为均匀。不同区域的磁流变液力学特性的差异影响了板材的变形和受力状态,最终导致胀形件构型和破裂位置发生改变。

关键词：软模成形分区域调控磁流变液胀形变形行为

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板料与型材成形柔性模具的关键技术及发展现状与趋势

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航空制造技术 2011年第13期54卷 42-46页

作者：王永军刘瑞武伟超康齐正西北工业大学陕西省数字化制造技术工程中心宁波敏实集团

柔性模具技术的基本思想是采用可变形的结构或材料去代替或部分代替传统的刚性模具用来加工制造不同形状的零件。它可以显著降低零件的制造成本,缩短零件的制造周期,是一种越来越受到人们重视的快速制造技术。

关键词：软模成形拉弯成形零件设计板料成形过程柔性成形多点模具模具型面柔性模具离散模型材拉弯回弹补偿

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固体颗粒介质成形技术

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四川兵工学报 2010年第4期31卷 64-68页

作者：邹强彭成允田平李世明重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400050

介绍了传统软模成形工艺,为适应板料成形技术的进一步发展,提出了一种固体颗粒介质成形技术。介绍了其成形原理、成形特点、工艺参数对成形的影响、国内外的研究现状以及数值模拟方式等。

关键词：软模成形固体颗粒介质成形数值模拟

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燃料电池金属极板流道结构成形模拟

燃料电池金属极板流道结构成形模拟

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第十二届全国塑性工程学术年会第四届全球华人塑性加工技术研讨会

作者：王岩张勇兰箭武汉理工大学

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且决定电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。采用冲压成形工艺,制备出的薄金属双极板能够提高燃料电池的比功率、降低生产成本。本文用有限元模拟软件模拟刚模和软模... 详细信息

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且决定电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。采用冲压成形工艺,制备出的薄金属双极板能够提高燃料电池的比功率、降低生产成本。本文用有限元模拟软件模拟刚模和软模两种成形方法下金属极板流道结构成形状况,通过对模拟结果进行分析得出在考虑到模具成本和极板精度的情况下,软模成形更好一些。

关键词：金属极板刚模成形软模成形

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TATB造型颗粒温等静压成形X射线微层析成像

TATB造型颗粒温等静压成形X射线微层析成像

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2014’（第六届）含能材料与钝感弹药技术学术研讨会

作者：张伟斌杨仍才杨雪海田勇雍炼中国工程物理研究院化工材料研究所

利用X射线微层析成像技术研究了TATB造型颗粒经温等静压软模成形圆柱样品的三维结构信息,CT图像显示颗粒经过压实仍保留完整,典型形态呈多边体;压实颗粒间有高密度薄层,未发现残余孔隙、微裂纹;颗粒接触数最大达到12;颗粒尺寸轴向分布... 详细信息

利用X射线微层析成像技术研究了TATB造型颗粒经温等静压软模成形圆柱样品的三维结构信息,CT图像显示颗粒经过压实仍保留完整,典型形态呈多边体;压实颗粒间有高密度薄层,未发现残余孔隙、微裂纹;颗粒接触数最大达到12;颗粒尺寸轴向分布保持不变,径向靠近样品轴心的较大尺寸颗粒体积分数偏大等现象。结果说明温等静压软模成形的炸药颗粒形态及其微细结构排列趋向各向同性,但径向仍存在沿轴心方向的压力降。

关键词：材料检测与分析 TATB造型颗粒温等静压软模成形微细结构 X射线微层析成像

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燃料电池金属极板成形规律研究

燃料电池金属极板成形规律研究

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第十一届全国塑性工程学术年会

作者：兰箭魏曦刘艳雄华林武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070

双极板是质子交换膜燃料电池的核心组件之一，采用薄金属板制备双极板能够提高燃料电池的比功率和降低生产成本。本文采用液压涨形方式模拟出薄金属极板的软膜成形过程，对成形过程中板料的应变分布、厚度分布、延伸率等进行了分析，总... 详细信息

双极板是质子交换膜燃料电池的核心组件之一，采用薄金属板制备双极板能够提高燃料电池的比功率和降低生产成本。本文采用液压涨形方式模拟出薄金属极板的软膜成形过程，对成形过程中板料的应变分布、厚度分布、延伸率等进行了分析，总结出了蛇形流场结构金属极板的成形规律并成功应用于实验中。本文研究工作为全尺寸金属双极板的制备提供了可靠依据。

关键词：燃料电池金属双极板软模成形质子交换膜

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燃料电池金属极板冲压过程有限元模拟及工艺优化

燃料电池金属极板冲压过程有限元模拟及工艺优化

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作者：魏曦武汉理工大学

学位级别：硕士

质子交换膜燃料电池具有功率密度高、能量转换效率高、低温启动和无污染等优点,是目前很有希望应用于便携式电源、小型固定发电站、电动汽车等交通工具的动力电源,市场前景相当可观。双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影... 详细信息

质子交换膜燃料电池具有功率密度高、能量转换效率高、低温启动和无污染等优点,是目前很有希望应用于便携式电源、小型固定发电站、电动汽车等交通工具的动力电源,市场前景相当可观。双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且影响电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。采用冲压成形工艺,制备出的薄金属双极板能够提高燃料电池的比功率、降低生产成本。本文首先建立“刚模成形”和“软模成形”两种方案下,金属极板单周期流道结构的冲压成形有限元模型。对比分析两种方案下板料的变形特点、失效形式等结果,选择适合金属极板实验制备的成形方案。然后为所选实验方案的有限元模型建立两种简化模型,对比成形过程中的等效应力、等效应变、厚度分布结果,找出适用于金属极板成形模拟的简化模型。设计两组双极板流道截面参数,通过有限元模拟,分析脊部圆角半径和流道侧壁斜度这两个参数对板料充型情况的影响规律。最后设计一种单蛇形流道金属极板,进行冲压成形有限元模拟。选取板料上不同区域流道截面的等效应力、等效应变、充型情况进行分析,总结整个极板的成形特点,预测缺陷形式及位置。设计试验模具,在液压机上进行试验来验证有限元模型的准确性。本文研究工作为实际装堆的有效面积为400mm×100mm的金属双极板成形提供了准确有效的依据和参考。

关键词：燃料电池金属双极板软模成形

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准静态加载与激光冲击动态加载金属箔板微弯曲尺寸效应研究

准静态加载与激光冲击动态加载金属箔板微弯曲尺寸效应研究

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作者：钱清江苏大学

学位级别：硕士

随着微电子技术的发展,微制造已经成为一种发展趋势,出现了多种新型微成形工艺,但是随着微零件的几何尺寸的微小化,材料的流动应力与宏观尺度下有着显著的区别,其表现出的尺寸效应已经成为国内外研究热点。本文通过搭建激光冲击动态加... 详细信息

随着微电子技术的发展,微制造已经成为一种发展趋势,出现了多种新型微成形工艺,但是随着微零件的几何尺寸的微小化,材料的流动应力与宏观尺度下有着显著的区别,其表现出的尺寸效应已经成为国内外研究热点。本文通过搭建激光冲击动态加载软模微弯曲成形系统和试验机准静态加载软模微弯曲成形系统,对比研究在高、低应变速率的工艺条件下,铜箔晶粒尺寸(d)、铜箔厚度与晶粒尺寸的比值N(N=t/d)、模具特征尺寸(W)对微弯曲成形性能的影响。同时,基于ANSYS隐式分析和LS-DYNA显式分析,完成了试验机准静态加载和激光冲击动态加载微弯曲成形的数值模拟研究;并且,探讨了晶粒尺寸对准静态微弯曲成形性能的影响。本文的主要研究内容和成果如下:(1)在成形深度、形变均匀性和显微硬度三个方面,激光冲击动态加载和试验机准静态加载软模微弯曲成形工艺均表现出强烈的尺寸效应。通过基恩士VHX-1000超景深三维显微镜对成形件成形深度进行测量,研究表明:成形件的标准成形深度随着N值的减小,均呈现先增大后减小的趋势。通过Axio CSM700真彩色共聚焦显微镜对零件表面粗糙度进行测量,实验结果表明:随着晶粒尺寸的增大,成形件的表面粗糙度均呈现增大的趋势。通过对成形件关键点减薄率的测量,研究发现:成形件的减薄率随着晶粒尺寸的增大均呈现出先增大后减小的趋势;并且,晶粒尺寸越大,其形变愈不均匀。采用HV-1000型显微维氏硬度计对动态加载前后的铜箔进行显微硬度测量,结果显示:动态加载前后的材料显微硬度随着N值的增大均呈现先减小后增大的趋势;激光冲击动态加载之后,材料的显微硬度相对于原材有了明显的提高;同时,材料的显微硬度随着塑性应变的增大而增大,并且粗晶材料表现出更强的加工硬化行为。(2)对于成形能力,在准静态加载下,材料的极限成形深度随着晶粒尺寸的增大而降低;同时,随着加载力的增大,不同晶粒尺寸下的工件均发生韧性断裂破坏。而对于激光冲击动态加载,当激光能量达到2J时,工件以高应变率发生塑性形变,产生的晶粒细化、高位错密度、动态再结晶等微观组织结构的演化,将极大的提高材料的动态成形能力,使得成形件能够较好的贴合模具,并且未发生断裂破坏,表现出更好的成形能力。(3)通过数值模拟对准静态加载和激光冲击动态加载软模微弯曲成形进行研究。研究发现,随着模具特征尺寸的增大,工件成形深度逐渐增大。激光冲击动态加载软模微弯曲成形件的关键点的等效塑性应变、等效塑性应变率均随着模具特征尺寸的增大而减小,与准静态加载表现出相反的规律。(4)由于缺乏动态加载下,铜箔晶内晶界材料的本构模型,因此本文仅在准静态加载条件下,探讨晶粒尺寸、晶界强化行为对软模微成形行为的影响。本文通过Voronoi算法,分别构建了四种晶粒尺寸下,铜箔晶内晶界几何模型;基于位错密度模型分别建立了紫铜晶内晶界材料的本构模型。数值模拟结果表明:当N>1时,随着晶粒尺寸的增大,工件成形深度、表面粗糙度逐渐增大。本文的研究内容表明:在成形深度、形变均匀性以及显微硬度方面,激光动态加载微弯曲成形依然存在着与准静态微弯曲成形相似的尺寸效应;但是,激光冲击动态成形表现出更好的成形能力,为动态微成形工艺的实际应用提供了理论和试验指导。

关键词：激光冲击动态加载准静态加载尺寸效应微弯曲软模成形

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