金属微弯曲成形方法的研究

介绍微弯曲成形方法——激光微弯曲成形以及塑性微成形方法。并提出了激光辅助加热微弯曲成形方法。即激光辅助加热待加工件使其达到合适的温度范围后进行微弯曲成形的方法，提高难成形材料的微塑性成形能力和质量。     

微尺度激光冲击成形技术

介绍激光冲击成形的作用机理,论述了激光冲击微成形的方法,分析了影响激光冲击微成形的主要因素,包括尺度效应、约束层和涂层、激光参数等.提出了基于模具的激光冲击微成形方法.     

微拉深成形现状及其发展

随着微电子机械的飞速发展,产品的微型化已成为工业界不可阻挡的趋势.微拉深作为微成形加工中的一种重要加工方法,已在医疗器械、微机械等行业得到广泛的应用.但微成形加工中表现出来的尺寸效应及晶粒大小对微成形加工的影响,使微拉深成为全新的领域,传统拉伸理论已无法继续使用.讨论了尺寸效应、晶粒大小、摩擦对微拉深的影响,并对微拉深的成形方法、微模具的加工方法及材料的选择、微成形材料、微拉深装置进行了介绍.     

微器件弯曲成形研究

微器件的市场需求急剧增加,微弯曲成形在微型产品的制造中起着至关重要的作用。尺度效应的影响使得微弯曲成形成为一个全新的领域。阐述了国内外近十多年来微弯曲成形方面尺度效应、晶粒尺寸以及摩擦等基础理论的发展,总结了微弯曲的成形方法、工模材料、成形系统、数值模拟以及成形精度方面的研究,并提出了利用陶瓷纤维制作微弯曲模,压电陶瓷作为驱动器,通过激光辅助加热的微弯曲成形系统。     

激光辅助加热下的微塑性成形的研究

为了解决难成形材料微构件成形困难,采用脉冲固体激光器对铝合金微型件进行了辅助加热实验研究,同时利用有限元软件ABAQUS建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,对激光加热后的温度场分布和微塑性成形过程进行了模拟研究。结果表明,工件在激光功率800mW,加热时间0.08s,光斑半径0.1mm下的温度场分布呈卵圆形,在短时间内温度场基本趋于均匀化,激光加热下的微塑性成形应力比常温下降低了30%左右。这一结果对提高微塑性材料的成形性能和完善微热及微温成形工艺是有帮助的。     

微薄板塑性成形本构关系研究

尺寸效应的影响使得传统的成形理论和变形机制不再适用于微塑性成形.在考虑尺寸效应对微薄板成形性能影响的基础上,对已有的CuZn36黄铜薄板微拉伸实验结果进行处理,提出了一种研究微塑性成形本构关系的方法.根据弹性和塑性变形过程,分阶段分析了t/d(板厚/晶粒大小)对屈服强度和切线模量的影响,修正了双线性弹塑性本构关系,获得了考虑尺寸效应的微塑性成形本构关系.借鉴宏观增量本构关系,结合微拉伸实验,采用Mises屈服准则和随动强化模型,得出适合微塑性成形的弹塑性增量本构方程,为微塑性成形的理论研究和实际应用奠定了基础.     

基于激光加热的微塑性成形系统的研究

针对难成形微器件的成形要求,研制了基于激光辅助加热的微塑性成形系统.该系统装置将激光直接加载于难成形的微小工件材料表面,利用激光热作用对工件的非接触式加热和热传导,以便实现微温塑性成形.该系统的加工工艺简单,一致性好,易于实现批量化生产.     

激光辅助加热微器件弯曲研究

在总结了国内外近十多年来微弯曲成形研究现状基础上,提出了基于激光辅助加热的微器件弯曲成形方法,将激光直接加载于难成形的微小工件材料表面,利用激光热作用对工件非接触式加热和热传导,使成形区域温度瞬时达到成形温度,然后通过微弯曲模具对工件施加载荷,实现微弯曲成形,解决了常规的微弯曲方法难以成形的复杂微器件以及难成形材料的成形问题,并采用激光束对工件前后两侧同时加热的方法解决工件加热不均匀问题,设计了激光辅助加热微器件弯曲系统,可以实现微器件的低成本批量化生产.     

微塑性成形中的摩擦研究

微塑性成形中由于尺寸微型化出现了"尺度效应",导致了摩擦润滑呈现出不同于传统宏观尺寸的特点,利用"开口和封闭润滑穴"模型解释了微塑性成形中的摩擦问题.结合微压缩实验讨论了流动应力的修正,即消除摩擦力对微压缩的影响.耦合鼓度法和有限元技术对微压缩试验进行了研究,制定了标定曲线,进行了拟合回归,求解了实验中的摩擦因数,修正了流动应力,从而获得真实流动应力-应变曲线,可以为后续的微塑性成形有限元数值模拟提供准确的材料模型.