基本資料
姓名 | 鍾禮全 | |
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研究主題簡介
超塑性之成形極限、破壞判準及製程之最佳化設計 「超塑性」(superplasticity)是指某些具有特殊材質與微觀組織的材料,如Ti-6Al-4V, 7475 Al-Zn-Mg等,在特定溫度與應變率範圍,可在相當低的流變應力(flow stress)的作用下呈現相當大的(特別是伸張)應變量。其成形溫度一般在材料熔點(以絕對溫度為單位)一半以上,應變率約在每秒10-3至10-5之間,在組織上要求等軸及微細晶粒(<10m m),並具有雙相結構。目前在實驗室可達到的世界記錄已超過5000%!實際應用上,典型的變形量在100%至1000%之間。「超塑性成形」(superplastic forming, SPF)即是利用材料的超塑性特性所發展成功的現代化加工技術,
目前超塑性成形之製程大多控制應變率在一定值,使得材料在此應變率下,能達到最大的應變量,但實際上產品通常不需要如此高的應變量,因此我們可以藉由應變率的提高來加快生產的速度。然而應變率究竟要如何控制,才能使生產時間縮到最短又不致使產品發生破壞,是極待解決的問題。
本研究首先針對Ti-6Al-4V找出伸長量(成形極限)對應變率的關係,配合商用有限元素軟體ABAQUS模擬產品製程,找出控制最佳應變率的加工參數(如氣壓),並以實驗驗證之。之後更進一步提出超塑性成形之破壞判準,往後僅需對材料做單軸單一應變率之拉伸試驗,即可求得其在不同應變組合下之成形極限。最後以其他材料,如7475 Al-Zn-Mg,驗證此判準的通用性。
研究項目
超塑性單軸拉伸試驗 超塑性材料之本構方程式(constitutive eq.) 超塑性成形極限 超塑性製程規劃 超塑性破壞判準