本文關(guān)鍵詞：鋁合金超聲振動(dòng)輔助彎曲成形研究

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【摘要】：超聲振動(dòng)輔助塑性成形技術(shù)不僅能提高材料成形極限,降低成形載荷,使得成形零部件的質(zhì)量得以提高,而且還能加工硬度高、脆性大的難加工材料,在拉拔、拉深、沖裁、鐓粗、壓印等塑性成形工藝中獲得一定應(yīng)用。但到目前為止對(duì)于超聲振動(dòng)輔助彎曲成形的研究卻十分有限,超聲振動(dòng)在提高鋁合金等輕質(zhì)合金的彎曲成形性能,減低彎曲的回彈,改善彎曲件的質(zhì)量等方面具有很大優(yōu)勢(shì)和發(fā)展遠(yuǎn)景。本文將6061鋁合金的超聲振動(dòng)輔助彎曲工藝作為研究對(duì)象,采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了超聲振動(dòng)對(duì)鋁合金塑性變形過(guò)程的影響,主要研究工作如下：基于超聲振動(dòng)塑性加工的研究現(xiàn)狀,研究分析了超聲振動(dòng)塑性成形裝置的組成以及各部件的工作原理,從振動(dòng)加工技術(shù)中的體積效應(yīng)和表面效應(yīng)著手,分析了相關(guān)的研究成果以及理論模型并做出了總結(jié),為探索超聲振動(dòng)對(duì)彎曲變形的作用機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)了超聲振動(dòng)輔助拉伸試驗(yàn)裝置,完成了在常態(tài)下以及超聲振動(dòng)輔助下的拉伸試驗(yàn)。分別獲得了材料在常態(tài)下以及在頻率20kHz、振幅分別為4μm和6μm的超聲振動(dòng)輔助狀態(tài)下拉伸變形過(guò)程中的載荷—位移曲線。研究了超聲振動(dòng)輔助彎曲有限元模擬的數(shù)值建模方法,實(shí)現(xiàn)了超聲振動(dòng)輔助彎曲成形過(guò)程的數(shù)值模擬。通過(guò)6061鋁合金超聲振動(dòng)輔助彎曲數(shù)值模擬,研究了頻率、振幅等超聲振動(dòng)參數(shù)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變分布及其變化、應(yīng)力應(yīng)變曲線、回彈角等的影響規(guī)律,闡明了超聲振動(dòng)作用下的應(yīng)力疊加效應(yīng)、超聲硬化的作用機(jī)制。通過(guò)6061鋁合金超聲振動(dòng)輔助彎曲試驗(yàn),采用頻率15kHz,振幅3.34μm、3.96μm、4.48μm、4.96μm四個(gè)檔位的超聲振動(dòng),研究了超聲振動(dòng)參量以及凸凹模間隙對(duì)6061鋁合金板材彎曲回彈和表面質(zhì)量的影響,解釋了表面效應(yīng)與體積效應(yīng)的作用機(jī)理。同時(shí)研究了超聲振動(dòng)對(duì)變形區(qū)的晶粒度和顯微硬度的影響,從而探究了超聲振動(dòng)對(duì)材料微觀組織的影響。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG663

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本文編號(hào)：1247042