專利名稱：一種快速準(zhǔn)確確定金屬塑性成形過程摩擦系數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體是涉及一種能快速準(zhǔn)確確定金屬在塑性成形過程中摩擦系數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
金屬塑性加工中是在工具與工件相接觸的條件下進(jìn)行的，這時(shí)必然產(chǎn)生阻止金屬流動(dòng)的摩擦力。這種發(fā)生在工件和工具接觸面間，阻礙金屬流動(dòng)的摩擦，稱外摩擦。由于摩擦的作用，工具產(chǎn)生磨損，工件被擦傷；金屬變形力、能增加造成金屬變形不均；嚴(yán)重時(shí)使工件出現(xiàn)裂紋，還要定期更換工具。因此，塑性加工中須研究摩擦系數(shù)，研究摩擦力，須加以潤滑。伴隨著塑性變形而產(chǎn)生的摩擦，在塑性變形過程中由于高壓下變形，會(huì)不斷增加新的接觸表面，使工具與金屬之間的接觸條件不斷改變。接觸面上各處的塑性流動(dòng)情況不同，有的滑動(dòng)，有的粘著，有的快，有的慢，因而在接觸面上各點(diǎn)的摩擦也不一樣。不同于機(jī)械傳動(dòng)過程中的摩擦，金屬塑性加工過程中的摩擦往往伴隨有塑性變形，各質(zhì)點(diǎn)的相對速度不同，因而各點(diǎn)的摩擦也不一樣。金屬塑性變形時(shí)接觸面上的壓力很高，摩擦狀況遠(yuǎn)比一般機(jī)械傳動(dòng)時(shí)復(fù)雜，同時(shí)高壓下的摩擦往往也是高溫下的摩擦，所有這些決定了確定金屬塑性成形過程摩擦系數(shù)的復(fù)雜性和困難性。上世紀(jì)六十年代提出了利用圓環(huán)鐓粗實(shí)驗(yàn)確定摩擦系數(shù)的解析方法，最初不考慮鐓粗時(shí)出現(xiàn)的鼓形，為理想的數(shù)學(xué)解析解。這種方法需要利用解析公式對不同摩擦因子做出標(biāo)定曲線，然后利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果插值計(jì)算出摩擦系數(shù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。以后有學(xué)者提出對上述解析公式進(jìn)行改進(jìn)，如考慮圓環(huán)變形后出現(xiàn)的鼓形，采用Hill理論的改進(jìn)數(shù)值解法等。這些方法在一定程度上改進(jìn)了精度，但不能考慮材料塑性變形時(shí)的硬化行為，且仍需要做標(biāo)定曲線。國內(nèi)有專家采用彈塑性材料模型的數(shù)值模擬技術(shù)確定摩擦系數(shù)，可以考慮圓環(huán)鐓粗時(shí)的鼓形及金屬塑性變形的硬化行為，但仍需要作標(biāo)定曲線。因此，有必要對摩擦系數(shù)的確定進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，達(dá)到快速、準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供金屬塑性成形過程一種快速、準(zhǔn)確確定摩擦系數(shù)的方法。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種快速準(zhǔn)確確定金屬塑性成形過程摩擦系數(shù)的方法，其特征在于設(shè)ρ為圓環(huán)鐓粗時(shí)的中性層半徑，RpIVH分別為變形后的內(nèi)徑、外徑和高度，根據(jù)傳統(tǒng)的解析法求得圓環(huán)鐓粗時(shí)的摩擦因子m。當(dāng)ρ < R1 時(shí)
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當(dāng)R1 < P < Rtl 時(shí)
權(quán)利要求
1. 一種快速準(zhǔn)確確定金屬塑性成形過程摩擦系數(shù)的方法，其特征在于 設(shè)P為圓環(huán)鐓粗時(shí)的中性層半徑，RpIVH分別為變形后的內(nèi)徑、外徑和高度，根據(jù)傳統(tǒng)的解析法求得圓環(huán)鐓粗時(shí)的摩擦因子m 當(dāng)P < Ri時(shí)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述快速準(zhǔn)確確定金屬塑性成形過程摩擦系數(shù)的方法，其特征在于所述η = 1 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體是涉及一種能快速準(zhǔn)確確定金屬在塑性成形過程中摩擦系數(shù)的方法。本方法做n組圓環(huán)鐓粗實(shí)驗(yàn)做第1組，每組3個(gè)試樣，圓環(huán)試樣的尺寸比例取外徑∶內(nèi)徑∶高度＝3∶2∶1，壓下率在50％以下，測量試樣變形后的內(nèi)徑、外徑及高度，每一尺寸從三個(gè)不同方向測量取其均值，計(jì)算3個(gè)試樣的平均內(nèi)徑、外徑及高度；計(jì)算中性層半徑；計(jì)算摩擦因子m；計(jì)算獲得獲得最優(yōu)摩擦因子mi，求。本發(fā)明簡單易行，且同時(shí)考慮了圓環(huán)試樣鐓粗時(shí)的鼓肚及材料硬化行為?？朔艘酝馕龇椒ú荒芡瑫r(shí)考慮鼓肚及材料硬化行為的缺陷，并且避免了采用標(biāo)定曲線方法的繁瑣數(shù)據(jù)處理。
文檔編號(hào)G01N19/02GK102539315SQ20111044120
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月25日
發(fā)明者李名堯, 王金彥, 蔣啟, 龔紅英 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)