纤维方向对金属板料扭曲性能影响初步研究

作     者：王磊 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张如华;曾中文

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：成形性能 板料扭曲 分析模型 复合类变形 纤维方向 

摘      要：金属材料力学性能呈现出各向异性的主要原因是其内部存在纤维组织,纤维组织若能合理分布,有利于保证机械零件的使用性能,同时,纤维组织还会明显影响加工工艺性。正确认识和利用材料的纤维方向是材料工程需要研究的重要问题之一。为探究纤维方向如何影响金属板料扭曲变形程度,建立了忽略厚度和轴向缩短、宽度变窄等因素的板条扭曲变形几何模型,列出了各参量与伸长率的关系式并绘制成关系曲线,分析表明扭曲变形程度与变形区宽度和扭曲角正相关,与变形区长度负相关,宽度对变形影响更敏感;参照已有研究和有关材料性能试验标准,设计了一种固定变形区长度,两种宽度、三种厚度取值的板条试样,在Q235钢棒上截取了纤维方向沿纵向、横向和厚向分布的试样,利用特制的试验装置完成了直接扭曲试验,得出了相关(相对)定量数据;两者对比结果表明,厚度较小,容易失稳,厚度增大,不易失稳,但易破裂。结论是实际的纯扭曲变形中,不能忽略板条轴向缩短、宽度变窄对变形带来的影响;文献中的许用伸长率用作扭曲变形边缘伸长极限判据偏安全;纤维方向沿纵向分布扭曲变形性能最好,厚向和横向性能均较差,为完善纤维方向对金属板料成形性能影响的具体评判积累了素材;初步判断纯扭曲变形属于复合类变形。