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1、 国家自然科学基金申请书 2011版申请代码E050802受理部门 收件日期受理编号第 2 页 版本1.003.738国家自然科学基金申 请 书(2011版) 您现在不能检查保护文档或打印文档，请根据以下三个步骤操作： 1)如果您是Word2000,word XP, word 2003或以上版本用户，请把Word宏的安全性设为:中 方法: Word菜单-工具-宏-安全性-安全级,设置为中 (如果您是Word97用户，继续执行以下步骤) (如果您是Office2007用户，点击word左上角安全警告处选项中的启用此内容) 2)关闭本文档，重新打开本文档 3)点击启用宏按钮，即可开始填写本文档或打
2、印了资助类别：面上项目亚类说明： 附注说明： 项目名称：金属板料冲击变形力学机理与冲击成形关键技术的研究申 请 人：宋爱平 电话： 0514-87978311 依托单位：扬州大学 通讯地址：江苏省扬州市华扬西路196号扬州大学机械学院 邮政编码：225127 单位电话：0514-87971865 电子邮箱： 申报日期： 2011年3月3日国家自然科学基金委员会基本信息yoqW22ZY申 请 人 信 息姓名性别男出生年月1965年11月民族汉族学位博士职称副教授每年工作时间（月）10 电话0514-87978311 电子邮箱 传真0514-87859737 国别或地区中国个人通讯地址江苏省扬州市
3、华扬西路196号扬州大学机械学院 工作单位扬州大学 /机械工程学院主要研究领域塑形成形技术、先进制造技术 依托单位信息名称联系人张俊桂 电子邮箱 电话0514-87971865 网站地址http:/ 合作研究单位信息单 位 名 称项 目 基 本 信 息项目名称资助类别面上项目 亚类说明 附注说明 申请代码E050802:塑性加工工艺、模具与装备E051002:数字化制造与智能制造基地类别 研究期限2012年1月 2015年12月研究属性应用基础研究 申请经费61.0000万元摘 要(限400字)：较小的冲击动能就会引起板料的局部塑性变形，采用高频、高速的冲击杆有序的作用于金属板料可以实现板料的
4、可控成形。板料冲击变形是一种局部双向拉伸高应变率变形，这种变形形式可以提升板料成形能力；研究金属板料在双向拉伸高应变率下的应力应变本构模型，分析冲击速度、冲击动能与板料的变形形态及变形量的关系，不仅为板料渐进冲击成形奠定理论基础，也为高韧性板料的冲击成形以及飞行器、车辆等器械的板料防护与破损研究提供一种途径。近百年来金属曲面板件主要使用模具冲压成形，随着相关学科快速发展与相互融合，将最传统的板料人工锤击成形工艺融合数控技术、计算机图形学与工程力学理论，探索金属板料渐进冲击成形，实现曲面板件的快捷与精确成形。板料渐进冲击成形效率与精度不仅与冲击动能与速度有关，也与板料的渐近冲击成形路径、冲击成形
5、工艺参数也密切相关，对这些关键技术的研究将为板料渐进冲击成形技术的应用打下理论与技术基础。关 键 词(用分号分开，最多5个)板料；成形；冲击；高应变率；样条曲线 项目组主要参与者（注: 项目组主要参与者不包括项目申请人）编号姓 名出生年月性别职 称学 位单位名称电话电子邮箱项目分工每年工作时间（月）11949-7-25 男教授硕士扬州大学 0514-87978311 方案论证与规划 8 21957-3-12 男教授博士扬州大学 0514-87978418 材料冲击试验系统设计 10 31954-4-27 男高级工程师硕士扬州大学 0514-87978311 试验装置的设计与制造 10 4
6、1976-3-9 男讲师硕士扬州大学 0514-87978418 力学分析与仿真 10 51971-9-23 男工程师硕士扬州大学 0514-87978418 板料冲击变形试验 10 61987-8-21 男硕士生学士扬州大学 0514-87978377 冲击成形路径规划 10 71988-8-23 男硕士生学士扬州大学 0514-87978377 自动数控编程软件开发 10 89总人数高级中级初级博士后博士生硕士生8422说明: 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请人负责填报（含申请人），总人数由各分项自动加和产生。经费申请表 （金额单位：万元）科目申请经费备注（计算
7、依据与说明）一.研究经费52.00001.科研业务费22.0000（1）测试/计算/分析费8.0000板料冲击变形试验测试、数值模拟分析计算（2）能源/动力费4.0000电力、机油等消耗（3）会议费/差旅费4.0000会务费、调研费（4）出版物/文献/信息传播费4.0000论文版面费、文献、纸张、打印费（5）其他2.0000资料费 等2.实验材料费13.0000（1）原材料/试剂/药品购置费8.0000试验用材料与材料预加工费（2）其他5.0000试验用各种易损传感器、电器耗材、冲击构件费用3.仪器设备费10.0000（1）购置4.0000试验专用测试仪器的购置（2）试制6.0000试验装置部
8、分工装的加工4.实验室改装费4.0000实验室环境与试验条件的改善5.协作费3.0000个别测试仪器的外协与使用费二.国际合作与交流费3.00001.项目组成员出国合作交流3.0000出国参加国际学术交流费用2.境外专家来华合作交流三.劳务费3.0000研究生劳务补助四.管理费3.0000科研项目管理费合 计61.0000与本项目相关的其他经费来源国家其他计划资助经费其他经费资助（含部门匹配）22.0000其他经费来源合计22.0000申请者在撰写报告正文时，请遵照以下要求：1、 请先选定项目基本信息中的资助类别，再填写报告正文；2、 在撰写过程中，不得删除系统已生成的撰写提纲（如误删可点击“
9、查看报告正文撰写提纲”按钮，通过复制/粘贴恢复）；3、 请将每部分内容填写在提纲下留出的空白区域处；4、 本要求将作为申请书正文撰写是否规范的评判依据，请遵照要求填写。报告正文第 25 页 面上项目申请书撰写提纲（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1. 项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录） 曲面板料成形件具有薄壳的结构特点,并且重量轻、材料省、受力状态好、几何造型流畅。随着现代工业的飞速发展，曲面板料成形件的需求量越来越大。特别是在
10、航空航天、轮船舰艇、车辆、风力发电装置等行业，曲面板料成形件占有举足轻重的地位。目前曲面板件传统的成形方法主要是使用模具冲压成形1；而模具的设计制造周期比较长，需要长时间的反复试模，且模具材料和加工成本都比较高，因此传统的模具冲压成形方法很难满足此类要求2。特别对于中小批量的曲面板件，如采用传统的整体模具冲压成形，更显得其制造成本高、周期长；一些复杂形状板件，在使用整体模具冲压成形过程中，常常发生板料的起皱或破裂等现象，这样也限制了板料的冲压成形能力；另外，对于一些难以加工的材料，采用传统的冲压工艺不易成形。因此，需要探索新型的板料成形方式，以提升板料的成形效率与成形质量，拓展板料成形能力。国
11、内外许多学者一直致力于板料塑性成形新技术的研究，努力实现金属板料快速高效的柔性冲压和无模成形，以适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要3。板料柔性成形技术和可重构模具技术得到广泛的重视与发展，这为板料塑性成形新技术的研究与应用提供了新的空间。近年来出现了多种板料柔性加工方式，以适应这种多变的市场需求。1.1典型的板料柔性加工方式现有的板料柔性成形和无模成形技术主要有旋压成形、电磁力成形、激光热效应成形、激光冲击成形、多点成形法、喷丸成形法、高压水喷射成形法、无模液压胀形法、压杆式数控渐进成形法等技术。（1）压杆式数控渐进成形技术 (a)板料成形前 (b)板料成形中 图1 压杆式数控渐进成形示
12、意图20世纪90年代初，日本学者松原茂夫提出了一种新型的金属板料成形工艺金属板料渐进成形技术，为板料的柔性成形开辟了一条新路。板料渐进成形工艺的思路是将复杂的三维形状分解成一系列等高线层，并以工具头沿等高线运动的方式，在二维层面上进行塑性加工，实现了金属板料的数字化制造4。板料数控渐进成形的加工过程如图1所示。板料成形时，首先将被加工板料置于一个通用芯模上，在托板四周用压板夹紧板料，该托板可沿导柱上下滑动。然后将该装置固定在三轴联动的数控成形机上，成形工具头走到指定位置，分层渐进下压板料，使板料成形45。数控渐进成形技术的特点： （a）是一种无模成形技术，用工具压头迫使板料成形； （b）只需变更程序就可改变板料成形形状； （c）少批量生产可以降低模具费用； （d）三轴CNC控制操作性好； （e）低噪音、高安全性；（f）成形板件的尺寸精度很难控制，加工效率有待提升；（g）在成形不规则曲面板件时，需要定制专用的支撑模型。（2）激光冲击成形1.激光脉冲 2.压板装置 3.约束层4.能量吸收层 5.工件图2 板料激光冲击成形示意图激光冲击成形是利用激光诱导的冲击波压力作为
