1、金屬塑性成形加工過程中，模具與材料之間存在著摩擦。摩擦力在接觸面上的分布形式對成形過程金屬塑性流動規(guī)律等力能參數問題的求解起著重要作用。對摩擦現象雖已進行過很多研究，但了解的尚屬極少。摩擦模型是求解金屬塑性成形力學問題的邊界條件之一。目前，只能用簡化的摩擦模型代替真實的摩擦分布。常用的簡化摩擦模型有：常摩擦模型和庫侖摩擦模型。從連續(xù)介質力學的觀點來考慮，接觸界面被視為具有剪切強度的連續(xù)膜。在金屬塑性成形加工力學中，接觸面上逐點采用的庫侖

2、摩擦定律是局部性質的，即接觸面上摩擦域內某質點的摩擦效應只與該點的狀態(tài)有關。然而，實際上金屬表面往往是粗糙的，接觸界面是粗糙面之間的接觸，某一點的摩擦效應不僅與該點的狀態(tài)直接相關，還與該點有限大小鄰域內的其它點的狀態(tài)有關，這是一種非局部摩擦效應。因此，在細觀尺度上有必要用非局部摩擦模型替代庫侖摩擦模型來考慮接觸界面上微凸結構所引起的非局部摩擦效應。 本文首次將Oden等提出的非局部摩擦模型用于金屬塑性成形摩擦數值模擬的分析中。對

3、塑性成形模擬過程中的非局部摩擦問題進行了研究。從微觀角度考慮了接觸面的微凸結構。首次對非局部摩擦模型用實驗的方法進行探討，主要研究內容如下： 綜述塑性成形中的摩擦模型和非局部摩擦模型的國內外研究現狀及背景，引出研究的主要內容和意義。 較系統(tǒng)的介紹了塑性成形中的摩擦理論和常用的摩擦模型及非局部摩擦模型。 分析了有限元理論的基本方法，介紹了ADINA軟件的基本概況，ADINA建模的過程及ADINA中接觸摩擦問題的處理

4、。 分析了金屬塑性成形過程中摩擦的形成，工件接觸表面的微觀形貌，給出了本文數值模擬中微觀粗糙接觸表面的接觸模型。 應用非局部摩擦模型對塑性成形中摩擦問題進行了數值分析。分別分析了不考慮表面微凸體和考慮表面微凸體的情況。文中就單個半球形微凸體的情況及單個圓臺形微凸體的情況進行了非局部摩擦的影響分析。 模擬中分別用局部庫侖摩擦模型和非局部摩擦模型分析了成形過程中的摩擦問題，研究了成形過程中微凸體壓下量與法向壓應力的關

5、系及某一相同時刻接觸面的摩擦應力、法向壓應力的分布等。 將考慮表面微凸的非局部摩擦用實驗的方法進行研究，在CMT系列微機控制電子萬能試驗機上進行了摩擦系數的測試研究，通過實驗與模擬的比較得出在塑性成形加工工藝中，采用非局部摩擦模型代替局部的庫侖摩擦模型對塑性成形加工過程的摩擦進行分析，雖然增加了問題的復雜性，但卻使結果更精確、更真實。 本文的研究有助于我們更加深入的認識塑性成形加工過程的摩擦機理，為今后采用更真實、更精確