超聲旋壓材料流變規(guī)律及機(jī)理研究.pdf

1、旋壓超薄壁筒形件時(shí)，如果成形力過(guò)大就會(huì)造成工件開(kāi)裂、隆起、起皺及撕裂等缺陷?？朔毕莸姆椒ㄊ菧p少旋輪的軸向壓力，降低切向應(yīng)力。研究表明，超聲振動(dòng)可降低材料的塑性成形力。研究超聲波對(duì)材料塑性成形的影響機(jī)理對(duì)于推動(dòng)超聲塑性加工工藝的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文采用ABAQUS進(jìn)行了超聲擠壓和常規(guī)擠壓模擬仿真，發(fā)現(xiàn)超聲擠壓時(shí)成形力以脈沖的方式作用于工件，超聲擠壓的平均力低于常規(guī)擠壓約50％;相同擠壓力條件下，超聲擠壓的材料變形體積提

2、高近1倍。
　　 采用ANSYS對(duì)設(shè)計(jì)的階梯型變幅桿進(jìn)行模態(tài)分析，結(jié)果顯示其縱向振動(dòng)時(shí)的頻率為20574Hz。變幅桿的諧振頻率為20073Hz，仿真值與其偏差2.5％;同樣得到工具頭縱向振動(dòng)時(shí)的頻率為20431Hz。
　　 設(shè)計(jì)制作了超聲振動(dòng)擠壓試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行7050鋁合金和C-276鎳基合金試件的常規(guī)擠壓和超聲擠壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)超聲擠壓比常規(guī)擠壓變形體積增加2倍以上，超聲波使材料發(fā)生“軟化”，降低了材料成形力，“軟化”的本質(zhì)

3、是材料楊氏模量減小;同樣條件下，振幅越大，材料變形體積越多。
　　 結(jié)合聲子理論、金屬塑性變形機(jī)理和晶格振動(dòng)理論研究了超聲振動(dòng)對(duì)材料流變的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，研究表明:超聲振動(dòng)在晶體滑移面上激發(fā)出高能的短波聲子，聲子傳播到變形區(qū)高密度位錯(cuò)晶界，導(dǎo)致原子動(dòng)能和勢(shì)能的躍遷，最終轉(zhuǎn)化為材料的塑性變形能;如果脈沖滑移的幾率相等，則單位時(shí)間傳遞的能量與脈沖頻率成正比。
　　 設(shè)計(jì)制作了超聲旋壓試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)LY12鋁合金筒形體進(jìn)行普通旋壓和超聲