超聲旋壓材料流變規(guī)律及機理研究.pdf

1、旋壓超薄壁筒形件時，如果成形力過大就會造成工件開裂、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，超聲振動可降低材料的塑性成形力。研究超聲波對材料塑性成形的影響機理對于推動超聲塑性加工工藝的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文采用ABAQUS進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對設(shè)計的階梯型變幅桿進行模態(tài)分析，結(jié)果顯示其縱向振動時的頻率為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時的頻率為20431Hz。
　　 設(shè)計制作了超聲振動擠壓試驗臺，進行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，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、金屬塑性變形機理和晶格振動理論研究了超聲振動對材料流變的驅(qū)動機理，研究表明:超聲振動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)高密度位錯晶界，導(dǎo)致原子動能和勢能的躍遷，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，則單位時間傳遞的能量與脈沖頻率成正比。
　　 設(shè)計制作了超聲旋壓試驗臺，對LY12鋁合金筒形體進行普通旋壓和超聲