超聲輔助金屬鐓擠成形超聲效應(yīng)研究.pdf

1、超聲輔助體積成形工藝是結(jié)合超聲波機(jī)械振動(dòng)能，使坯料在載荷作用下發(fā)生塑性變形的一種成形方法。超聲輔助體積成形過(guò)程中的超聲效應(yīng)可以降低材料流動(dòng)應(yīng)力，改善工模具間接觸狀況。以往研究多集中在對(duì)于超聲振動(dòng)降低成形力問(wèn)題的探討，而對(duì)于超聲輔助體積成形過(guò)程中材料變形規(guī)律少有涉及。因此，本文從材料變形規(guī)律的角度研究超聲效應(yīng)及其內(nèi)在機(jī)制。
　　為了實(shí)驗(yàn)研究超聲振動(dòng)對(duì)于材料流動(dòng)的影響規(guī)律，建立了耦合模具的一體化變幅桿設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)并搭建了超聲輔助塑性

2、成形裝置，實(shí)驗(yàn)研究了超聲輔助小孔和大孔鐓擠過(guò)程中的材料流動(dòng)充型規(guī)律，發(fā)現(xiàn)超聲振動(dòng)作用下材料流動(dòng)規(guī)律發(fā)生明顯變化：超聲振動(dòng)可以提高金屬材料小孔充型能力；當(dāng)坯料的高徑比為1.5時(shí)，工件形成了兩短粗中間細(xì)的“腰”；當(dāng)工件的高徑比等于1時(shí)，工件變形比較均勻；超聲輔助大孔鐓擠成形工件的徑向擠出材料卷曲成為一個(gè)卷，類似于超聲輔助材料切削過(guò)程。
　　進(jìn)而結(jié)合有限元仿真技術(shù)、沖擊動(dòng)力學(xué)理論和材料表征技術(shù)研究超聲輔助成形過(guò)程中的超聲效應(yīng)及其內(nèi)在機(jī)制

3、。（1）結(jié)合有限元仿真技術(shù)，基于性能等效法研究了鐓擠過(guò)程中超聲效應(yīng)的宏觀等效性能，發(fā)現(xiàn)超聲材料軟化效應(yīng)與材料的塑性模量下降有關(guān)，超聲邊界效應(yīng)與工模具界面的等效摩擦應(yīng)力下降有關(guān)。（2）采用動(dòng)力學(xué)方法分析了超聲輔助塑性成形過(guò)程中沖擊效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)：由于材料內(nèi)部彈性波和塑性波的不均勻傳播，超聲邊界效應(yīng)的沖擊效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致接觸區(qū)域變形累積，形成一種超聲振動(dòng)接觸區(qū)域塑性變形大，中間小的變形模式；超聲振動(dòng)導(dǎo)致工件往復(fù)加載和卸載，使工模具間存在往復(fù)的摩擦力，