【摘 要】
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固体颗粒介质成形工艺是利用固体颗粒代替刚性凹（凸）模的作用对板管材成形的工艺,利用颗粒介质的非均匀传力特性,能够提高材料成形极限。固体颗粒的流动性及传力性能对板管材成形质量具有重要影响。为改变颗粒介质流变特性,充分发挥固体颗粒非均匀传力性能,将胶结材料加入固体颗粒散体中,形成颗粒间具有微弱胶结作用的粘弹性颗粒介质,改变颗粒-颗粒、颗粒-金属坯料间表面摩擦接触状态,利用颗粒介质的主动摩擦和粘合力有望
【基金项目】
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国家自然科学基金项目《管状构件超声辅助颗粒介质内高压成形变形行为及增塑机制》（项目编号:51775480）； 河北省自然科学基金项目《轻合金管件超声颗粒介质成形技术及增塑机理研究》（项目编号:E2018203143）；
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固体颗粒介质成形工艺是利用固体颗粒代替刚性凹（凸）模的作用对板管材成形的工艺,利用颗粒介质的非均匀传力特性,能够提高材料成形极限。固体颗粒的流动性及传力性能对板管材成形质量具有重要影响。为改变颗粒介质流变特性,充分发挥固体颗粒非均匀传力性能,将胶结材料加入固体颗粒散体中,形成颗粒间具有微弱胶结作用的粘弹性颗粒介质,改变颗粒-颗粒、颗粒-金属坯料间表面摩擦接触状态,利用颗粒介质的主动摩擦和粘合力有望进一步促进金属管/板材成形效果。为了揭示粘弹性颗粒介质传力性能,本文自行研配粘弹性颗粒介质,采用试验研究和离散元数值模拟相结合的方法,对粘弹性颗粒介质的摩擦特性和传力规律展开研究。主要研究内容如下:（1）采用硅胶、二甲基硅油、三乙醇胺和OP-4乳化剂等制备胶结材料,以二氧化硅颗粒为骨架颗粒,通过调整胶结材料粘度和骨架颗粒配比,自行配制粘弹性颗粒介质。（2）开展粘弹性颗粒介质-钢板表面摩擦试验和粘弹性颗粒介质内摩擦试验,探究加载力、剪切速度和胶结材料粘度对摩擦特性的影响。（3）开展粘弹性颗粒介质直线路径传力试验,并建立装料高度、冲头压力和胶结材料粘度对直线路径传力特性的理论模型;运用PFC2D离散元软件对直线路径传力过程展开数值仿真,从力链演变规律和孔隙率、配位数的变化规律分析直线路径传力特性的内在影响因素。（4）开展粘弹性颗粒介质曲线路径传力试验,分析曲线路径传力压力分布规律,建立横向传力距离、冲头压力和胶结材料粘度对曲线路径传力特性影响的数学关系理论模型;运用PFC2D离散元仿真模拟,从力链演变规律和孔隙率、配位数的变化规律分析曲线路径传力特性的内在影响因素。本文对粘弹性颗粒介质的摩擦特性和传力特性进行研究,为粘弹性颗粒介质在板管材成形中压力分布情况和力的传递规律提供了基础数据和理论指导。
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