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低频振动辅助刚凸冲压对Zr-4板料回弹的影响
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作者 杨程 曾海睿 +1 位作者 石媛菁 赵升吨 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期10-16,共7页
为探究低频振动辅助冲压技术对厚度为0.48 mm的Zr-4板料冲压回弹的影响,针对锆合金格架条带中刚凸特征单元设计冲压成形模具,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,分析不同低频振动参数对板料卸载前后的成形深度、回弹率、弹性应变以及... 为探究低频振动辅助冲压技术对厚度为0.48 mm的Zr-4板料冲压回弹的影响,针对锆合金格架条带中刚凸特征单元设计冲压成形模具,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,分析不同低频振动参数对板料卸载前后的成形深度、回弹率、弹性应变以及残余应力的影响,并与无振动成形情况进行比较。结果表明:随着振幅的增大,刚凸卸载前后的成形深度呈先增大后减小的趋势,回弹率呈先减小后增大趋势,整体皆优于无振动成形;振动的引入相较于无振动成形使得刚凸回弹时的弹性应变降低,残余应力减小。模拟和实验证明低频振动对Zr-4板料成形的回弹问题有一定的改善。 展开更多
关键词 Zr-4板料成形 低频振动辅助成形 弹性应变 残余应力
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超声振动塑性机理及本构建模研究进展
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作者 钟斌 王元龙 +2 位作者 张传伟 肖力 谢佳昊 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期164-182,共19页
超声振动辅助成形技术是一项能场与物理场交叉的新兴绿色成形技术,因其可显著提高材料成形质量、减少材料成形缺陷,被广泛应用于材料加工领域。目前研究普遍认为,致使材料流动应力下降的体积效应与降低界面摩擦的表面效应是声塑性效应... 超声振动辅助成形技术是一项能场与物理场交叉的新兴绿色成形技术,因其可显著提高材料成形质量、减少材料成形缺陷,被广泛应用于材料加工领域。目前研究普遍认为,致使材料流动应力下降的体积效应与降低界面摩擦的表面效应是声塑性效应的主要作用机制。概述了超声振动辅助拉拔、拉深、渐进成形等先进成形工艺的原理,总结了3种典型超声塑性成形工艺的特点和研究进展。在此基础上,综述了超声振动辅助塑性机理下的应力叠加效应、声软化效应、残余效应以及动态冲击效应等体积塑性机制以及矢量效应与局部热效应的表面塑性机制,并分别对超声振动辅助体积塑性机制与表面塑性机制的研究进展进行了总结。其次,重点从体积效应和表面效应2个方面综述了超声振动辅助塑性成形本构模型,并从唯象模型和物理模型两方面总结了体积效应下本构模型的研究现状,同时总结了表面效应下摩擦模型的研究进展。最后归纳了超声振动辅助成形机理应用中存在的问题并对发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 超声振动辅助 塑性成形 体积效应 表面效应 动态冲击效应 本构建模
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超声振动辅助微镦粗仿真及试验研究 被引量:4
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作者 庞思勤 马春峰 +3 位作者 周天丰 李广 梁志强 王西彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期70-77,共8页
为改善材料塑性,降低微镦粗成形力,延长模具寿命,提高微镦粗成形质量,开展了超声振动辅助微镦粗研究.对紫铜超声振动辅助微墩粗进行建模仿真,研究超声参数对微墩粗成形力、试件变形的作用规律;搭建超声振动辅助微成形平台并进行试验,获... 为改善材料塑性,降低微镦粗成形力,延长模具寿命,提高微镦粗成形质量,开展了超声振动辅助微镦粗研究.对紫铜超声振动辅助微墩粗进行建模仿真,研究超声参数对微墩粗成形力、试件变形的作用规律;搭建超声振动辅助微成形平台并进行试验,获取不同超声功率下紫铜微镦粗成形力曲线和成形件表面形貌、尺寸等参数.仿真结果表明:超声振动使微镦粗成形力降低,试件变形增大,且成形力降低量、试件变形增大量与超声振幅成正线性关系,与超声频率成非线性正相关.试验结果表明:超声功率越大,微镦粗成形力降低值越大;超声功率小于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越平整;超声功率大于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越粗糙;超声功率小于1.8 kW,超声功率越大,成形件鼓形越小,成形越均匀;超声功率达到1.8 kW后,成形件变形集中在两端,微镦粗成形严重不均匀.仿真和试验研究表明,超声振动可以降低微镦粗成形力,加速材料塑性变形,提高微镦粗成形效率,改善成形件表面形貌,减小微镦粗鼓形并提高微镦粗均匀性. 展开更多
关键词 超声振动辅助微镦粗 软化现象 有限元仿真 成形力 表面形貌 均匀性
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扭转颤振复合挤压数值模拟
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作者 孙克锐 徐海利 杨庆华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期36-43,共8页
分析了铜壳零件加工工艺,拟定了加工方案。以反挤压工序为例,提出了一种新的扭转颤振复合挤压方法。基于有限元分析软件Deform-3D分别建立了传统挤压、轴向振动辅助挤压以及扭转颤振复合挤压有限元模型。分析了不同加载方式下,冲头旋转... 分析了铜壳零件加工工艺,拟定了加工方案。以反挤压工序为例,提出了一种新的扭转颤振复合挤压方法。基于有限元分析软件Deform-3D分别建立了传统挤压、轴向振动辅助挤压以及扭转颤振复合挤压有限元模型。分析了不同加载方式下,冲头旋转挤压速度、凹模振动速度与成形载荷的关系,探讨了镦粗区、环形区和挤压筒区的金属流动规律和速度分布,应变变化规律和应变分布。结果表明:与传统挤压相比,轴向振动辅助挤压和扭转颤振复合挤压能降低平均成形载荷,且成形载荷呈振荡式变化,振荡频率与施振频率相同;扭转颤振复合挤压的最大成形载荷较轴向振动辅助挤压降低约10%。扭转颤振复合挤压的金属流动速度最快,速度间断线位于镦粗区和环形区中部,环形区金属流转角最小,金属流动更顺畅、平稳,可以有效减少折叠和空洞等缺陷,提高成形件性能。扭转颤振复合挤压变形死区范围最小,过渡区范围最大;在成形后期,变形死区消失,镦粗区和环形区应变分布趋向均匀。 展开更多
关键词 振动辅助挤压 扭转颤振复合挤压 有限元模拟 成形载荷
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轴向振动辅助冷挤压花键套成形力分析 被引量:4
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作者 王艳阳 王勇 +4 位作者 郑彬峰 张晔 张凯 金平 周庆成 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期174-182,共9页
对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金... 对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金属流动更好,有利于提高成形件性能。采用正交试验探究了振动幅值、振动频率和挤压速度对挤压成形力的影响规律。结果表明,挤压速度对各个阶段的挤压成形力影响最为显著;在模具齿挤入阶段和坯料齿成形阶段,影响挤压成形力的第2因素是振动幅值,振动频率次之;在模具齿退出阶段,影响挤压成形力的第2影响因素则是振动频率,振动幅值次之。 展开更多
关键词 花键套 振动辅助冷挤压 成形力 金属流动 正交试验
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超声振动透镜辅助激光打孔实验研究 被引量:6
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作者 沈诚 邹平 +1 位作者 康迪 王文杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期2542-2546,共5页
为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比... 为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比实验。实验采用VHX-1000E超景深显微系统对工件进行检测,并以孔径、热影响区半径、孔锥度、孔深和堆砌高度为主要指标分析实验结果。结果表明:超声振动透镜辅助可从总体上提高激光打孔的加工质量和效率。 展开更多
关键词 激光打孔 超声振动辅助加工 对比实验 微孔成形质量
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声塑性机制及其在塑性加工中的应用 被引量:4
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作者 李双利 赵亦希 于忠奇 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期8-34,共27页
超声振动作为一种能量输入被广泛应用于各类塑性成形工艺中,目前研究普遍认为,超声振动叠加在金属塑性变形上可显著降低成形载荷,称之为声塑性,主要作用机制包括体积效应和表面效应。分别对目前已有的考虑体积效应和表面效应的理论模型... 超声振动作为一种能量输入被广泛应用于各类塑性成形工艺中,目前研究普遍认为,超声振动叠加在金属塑性变形上可显著降低成形载荷,称之为声塑性,主要作用机制包括体积效应和表面效应。分别对目前已有的考虑体积效应和表面效应的理论模型的研究进展进行了综述,在此基础上,从超声辅助工艺原理、利用声塑性机制的侧重点以及超声辅助塑性成形装置的改进3个方面介绍了搅拌摩擦焊、滚压、旋压以及微成形等领域采用超声振动辅助塑性成形工艺的发展现状,并提出了未来主要的研究思路。 展开更多
关键词 声塑性机制 理论模型 体积效应 表面效应 超声振动辅助塑性成形
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钛合金超声振动辅助弯曲成形的有限元分析及成形装置关键部件的强度校核 被引量:2
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作者 何东芳 温东旭 +1 位作者 吴和保 李建军 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3907-3914,共8页
在金属材料塑性成形过程中,超声振动能够有效降低材料成形力,提高成形性能,在钛合金这类难加工材料的成形制造中有着广阔应用前景。为了探究超声振动对钛合金塑性成形的影响,设计一套超声振动辅助成形装置来进行钛合金成形试验。为验证... 在金属材料塑性成形过程中,超声振动能够有效降低材料成形力,提高成形性能,在钛合金这类难加工材料的成形制造中有着广阔应用前景。为了探究超声振动对钛合金塑性成形的影响,设计一套超声振动辅助成形装置来进行钛合金成形试验。为验证装置设计是否能够满足材料成形试验的要求,需要进行强度校核。本研究以其关键部件即装置支架为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS对钛合金板V形弯曲成形过程进行分析,得到典型工作状态下弯曲力和凸模位移之间的关系以及设备的最大工作载荷,进而对装置支架进行静力学分析,得到装置支架在加载状态下的应力分布和整体变形情况。研究结果表明:装置支架的整体设计能满足超声振动辅助成形试验的强度和刚度需求。 展开更多
关键词 超声振动辅助成形 有限元分析 强度校核 钛合金
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超声振动辅助电解加工成形规律研究及试验 被引量:6
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作者 李晶 陈湾湾 朱永伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第8期13-19,共7页
超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微... 超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微孔的试验研究,分析了极间脉冲电压、占空比和振动加工方式等参数条件对加工效率、表面质量及微结构入口尺寸的影响规律。试验结果表明,超声振动改善了电解加工时的微孔边界成形作用环境,在加工阵列微孔时具有显著优势。当超声振动同步辅助电解加工的高频脉冲电压为4 V、占空比为40%时,加工深度、关键尺寸和表面粗糙度值达到了综合最优值。此外,加工工具的截面形状对工件的成形和表面质量也有一定的影响。 展开更多
关键词 超声振动 辅助电解 成形规律 电极间隙 精度分析
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基于不同振动模式的超声辅助塑性成形工艺概述 被引量:3
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作者 雷玉兰 韩光超 +1 位作者 彭卓 盛超杰 《电加工与模具》 2018年第6期48-52,共5页
超声振动辅助塑性成形已成为近年来塑性成形领域的重要研究方向。基于"表面效应"和"体积效应"的超声辅助塑性成形可有效降低材料的变形抗力,从而改善塑性成形性能。总结和分析了近年来超声振动辅助塑性成形技术的... 超声振动辅助塑性成形已成为近年来塑性成形领域的重要研究方向。基于"表面效应"和"体积效应"的超声辅助塑性成形可有效降低材料的变形抗力,从而改善塑性成形性能。总结和分析了近年来超声振动辅助塑性成形技术的相关研究进展,重点探讨了不同超声振动方式(即工具超声振动和工件超声振动)对材料塑性成形过程和成形特性的影响。 展开更多
关键词 超声塑性成形 工具振动 工件振动 成形特性
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振动辅助对单、双曲率蒙皮回弹量的影响 被引量:3
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作者 黄慧丽 姚国凤 +1 位作者 张程鹏 马悦森 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第6期138-142,共5页
为减小飞机蒙皮拉伸成形过程中较大的回弹量,提高蒙皮的成形质量,在蒙皮成形过程中添加振动辅助并探究振动辅助对单、双曲率飞机蒙皮拉伸成形过程中回弹量的影响。本文建立了非对称的模胎模型,即模胎一边为单曲率,一边为双曲率,分析了... 为减小飞机蒙皮拉伸成形过程中较大的回弹量,提高蒙皮的成形质量,在蒙皮成形过程中添加振动辅助并探究振动辅助对单、双曲率飞机蒙皮拉伸成形过程中回弹量的影响。本文建立了非对称的模胎模型,即模胎一边为单曲率,一边为双曲率,分析了机械振动频率和幅值对单、双曲率蒙皮边界回弹量的影响。模拟结果显示:在相同振幅条件下,单曲率蒙皮的边界回弹量随振动频率的增加呈现出先减小后增大的趋势,当振动频率为30Hz时,回弹量最小,而双曲率蒙皮边界的回弹量在振动频率增加的过程中变化没有单曲率蒙皮明显,但总体来说当频率为10Hz时,边界回弹量较好;在相同频率条件下,单、双曲率蒙皮都是在振幅为1.5mm时,边界回弹量较小。 展开更多
关键词 拉伸成形 单曲率蒙皮 双曲率蒙皮 回弹量 振动辅助
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铸造TC4钛合金的组织与性能研究 被引量:4
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作者 李银标 刘泰达 《热加工工艺》 北大核心 2022年第21期65-68,共4页
分别采用常规铸造和超声振动辅助铸造两种方法制备了铸造钛合金TC4试样,并进行了显微组织、耐磨损性能和力学性能的测试与对比。结果表明:超声振动辅助铸造能细化试样的显微组织,提高试样的耐磨损性能和力学性能。与常规铸造试样相比,... 分别采用常规铸造和超声振动辅助铸造两种方法制备了铸造钛合金TC4试样,并进行了显微组织、耐磨损性能和力学性能的测试与对比。结果表明:超声振动辅助铸造能细化试样的显微组织,提高试样的耐磨损性能和力学性能。与常规铸造试样相比,在摩擦磨损25 min时超声振动辅助铸造试样的磨损体积减小了73.4%;超声振动辅助铸造试样在保持断后伸长率基本不变的前提下,抗拉强度提高7.2%,屈服强度提高8.1%。 展开更多
关键词 铸造成形 铸造TC4钛合金 超声振动辅助铸造 耐磨损性能
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基于超声辅助对TA1板材渐进成形性能的研究 被引量:2
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作者 郝用兴 魏亚博 +2 位作者 高远浩 宋懿鹏 刘亚辉 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第2期46-51,共6页
钛及其合金因具有小密度、高比强度、且具有较好的生物相容性等优点,被广泛应用各个领域。将超声辅助渐进成形工艺应用到TA1钛合金板材的渐进成形过程当中,利用Abaqus有限元软件模拟超声辅助渐进成形的过程,并分析了在成形过程中成形力... 钛及其合金因具有小密度、高比强度、且具有较好的生物相容性等优点,被广泛应用各个领域。将超声辅助渐进成形工艺应用到TA1钛合金板材的渐进成形过程当中,利用Abaqus有限元软件模拟超声辅助渐进成形的过程,并分析了在成形过程中成形力减少的原因,研究了不同的振动参数和工艺参数对TA1钛合金板材成形力影响的规律。结果表明,超声振动可显著降低成形过程中的成形力,为超声振动应用于TA1钛合金板材的渐进成形提供了相关依据。对拓展钛合金板材渐进成形工艺应用具有重要意义。 展开更多
关键词 TA1板材 超声辅助渐进成形 有限元 振动参数 工艺参数
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