超声振动辅助成形本构模型

超声振动辅助成形技术是将超声振动与传统金属塑性成形相结合的一种加工技术,该技术可以有效改善加工方法,获得较好的成形结果。为了分析超声振动辅助成形技术的成形机理,文章综合考虑成形过程中的应力叠加效应和软化效应,确定一维状态下金属在超声振动作用下的本构关系,实现基于理论推导的超声振动辅助成形机理分析,并通过实验进行了验证。     

高强度超声波辅助塑性加工成形研究进展

超声波辅助塑性加工是一种新的加工方法,由于超声振动在塑性加工中具有独特的"体积效应"和"表面效应",与传统塑性加工相比,能有效降低材料流变应力、成形载荷及摩擦力。文章综述了超声波辅助塑性变形基本原理、成形设备及超声波辅助塑性成形工艺等方面的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。     

振动场作用下金属塑性成形机理的研究和应用进展

振动力场对金属材料塑性成形过程的作用机理是振动辅助塑性成形技术的关键理论问题。该文介绍了相关问题的研究进展及振动辅助技术的应用现状,即振动影响塑性成形的微观机理、体积效应及表面效应等,并探讨了该技术亟需解决的问题和发展趋势。     

低频脉冲振动条件下金属成形的体积效应分析

将一定频率和振幅的脉冲振动信号施加到金属成形系统中,并对脉冲振动信号进行傅立叶变换,建立了振动拉伸的一维弹塑性本构模型和粘弹翅性本构模型.在计算瞬时应变的大小与屈服极限的基础上建立判断准则,并利用MATLAB对本构方程进行求解,从而确定了脉冲振动拉伸在材料变形时的动态应力和平均应力.按照所给定的振型参数和材料机械性能参数,结合特定的脉冲振动拉伸实例,分别绘制了两种模型的动态应力一时间曲线、动态应力一应变曲线和平均应力一应变率曲线.实验分析表明,在低频振动作用下,金属材料变形可以按照粘弹塑性模型来描述,且实验结果与理论计算结果比较一致,从而实现低频脉冲振动塑性成形粘弹塑性模型和弹塑性模型的体积效应分析.     

管材振动绕弯塑性成形的力学分析

介绍了管材低频振动绕弯塑性成形的工作原理,分析了管材低频振动绕弯塑性成形过程中金属的应变-时间历程;在一维粘弹塑性本构关系的基础上,利用Matlab的符号计算推导出了管材断面圆周上各点的动态应力的显性表达式.根据所给定的振型参数和材料力学性能参数,分别得出了管材金属在低频振动绕弯条件下的动态应力-时间曲线和在不同时间时管材断面圆周上各点的应力分布曲线.分析表明,与常规绕弯塑性成形过程的应力相比,管材低频振动绕弯塑性成形时的应力至少可以降低14.8％;附加低频振动后弯曲管材断面圆周上最大应力和最小应力的差值比无振动时管材断面圆周上最大应力和最小应力的差值减小70.8％,弯曲管材断面圆周上的应力分布更均匀.     

超声振动对纯钛TA1微圆柱体压缩过程的影响

塑性成形中施加超声振动可以软化金属、改善材料成形性能,在拉拔等塑性成形工艺中已有广泛的应用,但超声振动在微成形中的应用则需要首先研究其对介观尺度材料成形性能的影响规律。文章设计了不施加超声振动和施加超声振动条件下纯钛TA1微圆柱体的压缩试验,研究了其流动应力的变化特点。试验结果表明,施加超声振动后材料流动应力的降幅随着试样尺寸的减小和超声振幅的增加而增加;材料的硬化指数随着单位体积材料吸收超声能量的增加先增大后减小。     

基于改进本构模型的超声辅助渐进成形仿真研究

在渐进成形加工中施加高频振动会引起被加工材料的塑性性能改变,并产生软化现象,从而降低加工过程中所需的成形力。首先,基于晶体塑性理论建立了描述金属塑性变形过程中应力-应变关系的理论模型,通过调整位错密度演化和热激活过程体现了超声施加后的声软化效应,构建了超声辅助成形加工时材料的本构模型。基于改进后的本构模型,通过ANSYS/LS-DYNA软件,对超声辅助渐进成形过程进行仿真模拟,获得了成形过程中成形力随成形深度的演变规律。通过超声辅助点成形实验,识别了本构模型参数并验证了仿真模拟结果,获得在一定频率下施加不同振幅时成形力的变化曲线。结果表明,在仿真时使用考虑软化效应的本构模型能获得更好的成形力预测效果。     

金属振动塑性加工中体积效应的机理分析

基于应变叠加原理的基本思想，阐释了金属振动塑性加工平均应力减小的原因，给出了体积效应机理的数学描述。     

振动塑性加工及其在轻合金成形中的应用

振动塑性加工是将超声波等形式的振动施加在塑性成形的模具或坯料上,以达到提高坯料变形能力和加工质量等目的的一种塑性成形技术.回顾了振动塑性加工技术及其在铝、镁等轻合金塑性成形领域的理论研究和应用情况,探讨了利用该技术提高镁合金塑性成形性能与质量的可能性.     

塑性成形过程的振动应用技术

振动塑性加工是利用相关装置对金属塑性成形过程中的模具或坯料进行一定的激振,以降低坯料与模具之间的摩擦、提高坯料的成形极限.得到更好的成形效果.介绍了振动塑性加lT的研究现状,以及以超声波为主的振动在拉拔、冲压等塑性成形过程中的应用情况.