精冲模具复合磨损机理及控制方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51575345
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Fine-blanking, as one of the precision plastic forming technologies, has been widely used in the field of automobile industry. Currently, majority of precise, complex and long-lifetime fine-blanking tools are still relied on importation from foreign countries due to the lack of knowledge on the working condition and tool wear mechanism, which seriously hindered the development of fine-blanking technology in China. Therefore, to clarify the fine-blanking tool wear mechanism and establish the process window oriented to tool wear control is significant to the tool optimization, life extension and part quality improvement. Under these circumstances the current study will focus on the interaction of different wear behaviors during the fine-blanking process, and the conditions of occurrence and transformation related to various wear behavior with the help of multi-scale analysis, and further on the establishment of the compound tool wear model. Then the compound wear model is introduced as well as the damage model into the fine-blanking process simulation to realize the prediction of tool wear during the production cycle. Finally the relationships of the process and tool parameters with tool wear would be investigated experimentally and numerically, so as to define a process window aiming at the fine-blanking tool wear control. The purpose of the project is not only to provide significant academic results, but also to enhance the level of fine-blanking industry in China.
精冲作为一种重要的精密塑性成形技术,已被广泛应用于汽车制造领域。然而,精冲成形过程工况复杂,模具易磨损,目前大部分精密、复杂且长寿命的精冲模具仍然依赖进口,严重制约了我国精冲技术的进一步发展。因此,厘清精冲模具磨损机理,形成面向模具磨损控制的工艺窗口,对优化精冲模具设计、提高模具寿命和产品质量具有十分重要的意义。基于上述背景,本项目旨在研究精冲成形过程中多种磨损形式的交互作用机制,借助多尺度分析确定多种磨损形式产生与转化的条件,构建精冲模具复合磨损模型;将磨损模型与损伤模型引入包含零件成形和凸模回程的精冲过程模拟,实现加工循环中精冲模具磨损的动态预测;在此基础上结合物理实验,研究工艺与模具参数对精冲模具磨损的影响规律,形成面向精冲模具磨损控制的工艺窗口。本项目的研究不仅具有重要的学术价值,而且在提升精冲成形技术水平、促进精冲技术发展方面也有重要的应用价值。

结项摘要

精冲成形过程中,金属板料在较大的三向静水压应力下发生剪切变形,裂纹的产生与扩展得以抑制,因而得到的零件表面有较高的垂直度和平行度,剪切面光亮平整,可直接用于装配。但是,精冲工艺条件的严苛导致精冲模具的工作环境较为恶劣,涉及较大的摩擦力、局部交变作用力以及温升情况,使得精冲模具的磨损情况较普通冲裁要严重得多。.围绕精冲成形过程中的模具磨损问题,本项目以传动板精冲凸模为研究对象,进行了传动板精冲凸模的磨损失效分析和磨损表征,发现传动板精冲凸模的磨损过程是一个复合黏着磨损、磨料磨损和疲劳磨损的复杂失效过程,三种磨损机理相互影响、相互促进。结合有限元模拟和物理试验,项目研究了传动板精冲凸模的磨损影响因素与模具磨损的量化关系,结果显示精冲凸模磨损与压边力、反顶力、冲裁速度、凹模倒斜角成正相关关系,而与精冲间隙和模具硬度成负相关关系。.由于精冲成形模具的磨损量化受制于模具频繁拆卸和装配所带来的精度损失与工况波动,本项目借助有限元分析手段,发现特定条件下板料挤压模具受力和材料流动情况与精冲成形过程近似相同。在此基础上,提出了一种新的接近精冲工况的模具磨损评估装置,通过批量板料挤压实验,测量不同挤压次数下模具的刃口轮廓,进而形成刃口轮廓的演化曲线,为实际精冲工况下模具磨损的研究提供数据支撑。.为研究不同精冲材料微观组织对模具磨损的影响,本项目建立了精冲成形过程的多尺度仿真模型,明确了精冲材料微观组织对精冲性能的影响,以及精冲成形过程中材料和模具的受力与损伤情况;建立了以Archard模型为基础的精冲模具磨损模型,考虑了精冲加工循环模拟中模具轮廓和材料磨损系数的动态更新,结合实验结果加以修正,实现了批量加工循环的模拟;此外,考虑到成形过程中的温升所带来的影响,建立了接触导热系数多变量映射关系,对精冲模具在成形过程中的温度变化进行了研究,明晰了温升对模具磨损行为的影响。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Fracture prediction under nonproportional loadings by considering combined hardening and fatigue-rule-based damage accumulation
通过考虑组合硬化和基于疲劳规则的损伤累积来预测非比例载荷下的断裂
  • DOI:
    10.1016/j.ijmecsci.2018.09.057
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Mechanical Sciences
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    庄新村;马艳;赵震
  • 通讯作者:
    赵震
Chaboche混合硬化模型在大应变-变路径加载条件下的参数标定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    塑性工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马艳;王婷婷;庄新村
  • 通讯作者:
    庄新村
Calibration and application of ductile fracture criterion under non-proportional loading condition
非比例加载条件下延性断裂准则的标定及应用
  • DOI:
    10.1016/j.engfracmech.2016.08.021
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    Engineering Fracture Mechanics
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    庄新村;王婷婷;朱险峰;赵震
  • 通讯作者:
    赵震
A microstructure-based macro-micro multi-scale fine-blanking simulation of ferrite-cementite steels
基于微观结构的铁素体-渗碳体钢宏观微观多尺度精冲模拟
  • DOI:
    10.1016/j.ijmecsci.2017.05.018
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Mechanical Sciences
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    庄新村;马思鸣;赵震
  • 通讯作者:
    赵震
Effect of Particle Size and Carbide Band on the Flow Behavior of Ferrite-Cementite Steel
粒度和碳化物带对铁素体-渗碳体钢流动行为的影响
  • DOI:
    10.1002/srin.201500438
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Steel Research International
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    马思鸣;庄新村;赵震
  • 通讯作者:
    赵震

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其他文献

球化率及碳化物形貌对C35E钢精冲质量的影响
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    --
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  • 通讯作者:
    赵震
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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韧性断裂准则参数的3种不同标定方法
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    2017
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  • 作者:
    孟烨晖;庄新村;赵震
  • 通讯作者:
    赵震
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    塑性工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄新村;梁美勒;赵 震
  • 通讯作者:
    赵 震
Improvement of Die-roll Quality in Compound Fine-blanking Forming Process
复合精冲成形过程中模辊质量的改进
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Advanced Materials Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄新华;向华;庄新村;赵震
  • 通讯作者:
    赵震

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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