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金属表面处理是材料表面改性的重要方法,可以提高材料的综合利用效率。随着这类材料的广泛应用,其加工问题也逐步得到高度关注。由于镀层与基底的力学性能及厚度不匹配,在塑性加工时容易产生镀层剥落、表面裂纹等结构失效,而且还会出现界面及镀层力学性能减弱、镀层厚度局部减薄等功能失效,因此对镀层金属薄板成形过程的变形与失效研究具有重要意义。本论文首先对镀层金属薄板的应用及在加工中遇到的问题进行了综述,然后通过实验用ARGUS光学测试系统研究了镀镍钢带的在成形过程中的应变场,最后用有限元软件ABAQUS对镀层金属薄板的等厚拉深成形过程中失效行为进行了研究,主要研究内容及结果如下:(1)用ARGUS光学测试方法和有限元方法对镀层金属薄板在不同压入深度的应变特性进行了研究。结果表明镍镀层和低碳钢基底的应变分布趋势一致,在凸模圆角处,镀层的应变要比基底的应变大,镀层在凹模圆角处受到的最大主应变和最小主应变的绝对值随着压入深度的增大而增大,镀层和基底在杯形件底部受到的应变较小。(2)用实验和模拟方法对镀层金属薄板等厚拉深过程中的厚度变化进行了研究。结果发现在杯形件底部没有发生减薄现象,镀层和基底在凸模圆角处厚度减薄最为严重,镀层的减薄程度要比基底的大,镍镀层为9.85%,基底为6.42%。镀层在凸模圆角处的减薄率随着压入深度的增大而增大。实验与数值模拟的结果符合的较好。(3)对镀层金属薄板拉深成形中的界面和表面失效行为进行了研究。在有限元模拟当中,界面单元采用三角形T-S Law的粘聚力模型。研究结果发现在拉深过程中,内层薄膜界面发生损伤的位置主要在凸模圆角区,而与凹模圆角接触过的外层界面都出现了损伤。薄膜内外层界面受到的法向应力超过了预先定义的值,切向应力则没有超过。通过对不同压入深度下镍镀钢带表面形貌的观测,可以用最大减薄率作为镀镍钢带在杯形件拉深过程中表面失效的判据,并用实验对其进行了验证。本论文对镀层金属薄板成形过程中的变形特性以及失效行为进行了研究,其结果对镀层金属薄板拉深成形具有一定的指导意义。