纖維強化金屬基複合材之鍛造性研究

Abstract

摘要 本文之研究是如何增加金屬基複合材（簡稱MMC） 之可鍜造性，因MMC 在受鍜壓時， 內部纖維會彼此互相作用，使其MMC 不容易達到我們所需求之鍜造量。靜水壓可以增 加材料延性，即可增加材料之可鍜造能力，但因靜水壓設備太昂貴，於是利用增加 MMC 兩側之邊界厚度的方法，來模擬MMC 在靜水壓下的狀況。在控制體積比例、外觀 比例及纖維堆疊排列下，藉由改變摩擦係數及邊界厚度兩項參數，運用ALPID 有限單 元軟體來模擬，以求取增加MMC 鍜造量的最佳方法及需求條件，並分別使用有效應變 法則及交互拉應力法則來做MMC 破壞判斷準則。 藉由兩種分析時常用之纖維排列方式，在不同施力方向的變形模擬中得知，鍛造作用 期間，正四方形排列與正六角形排列的MMC 工作中，纖維會隨著變形量增加而變化其 排列方式，因而造成有些結果是相似的。另外得知一纖維與週遭八個纖維之彼此間距 離和MMC 之可鍜造性有極大關連，彼此間排列距離相等，則會有較好的可鍜造性，因 而正四方形排列之0。 施力方向是最不好的排列，而以正四方形排列之45。施力方向 為最佳的。在有摩擦力存在時，壓模會產生阻止塑性金屬基流動的剪應力，使得有效 應變明顯集中形成一些帶狀，對於排列較好的正四方形排列之45。施力方向。反而提 供太大的塑性阻力，故摩擦係數以0.0 到0.2 之間為佳。至於模擬所添加之邊界厚度 ，在運用到有效應變與交互拉應力之破壞準則之結果後及考慮到實際運用上，邊界厚 度不宜太厚。 關鍵詞：有限單元分析、金屬基複合材、可鍜造性、破壞準則、靜水壓。#9303844