發(fā)布時(shí)間：2017-04-10 10:20

  本文關(guān)鍵詞：超聲輔助金屬鐓擠成形超聲效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲輔助體積成形工藝是結(jié)合超聲波機(jī)械振動能,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程中的超聲效應(yīng)可以降低材料流動應(yīng)力,改善工模具間接觸狀況。以往研究多集中在對于超聲振動降低成形力問題的探討,而對于超聲輔助體積成形過程中材料變形規(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。首先,為了實(shí)驗(yàn)研究超聲振動對于材料流動的影響規(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成形裝置,實(shí)驗(yàn)研究了超聲輔助小孔和大孔鐓擠過程中的材料流動充型規(guī)律,發(fā)現(xiàn)超聲振動作用下材料流動規(guī)律發(fā)生明顯變化:超聲振動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),工件形成了兩端粗中間細(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卷,類似于超聲輔助材料切削過程。進(jìn)而,結(jié)合有限元仿真技術(shù)、沖擊動力學(xué)理論和材料表征技術(shù)研究超聲輔助成形過程中的超聲效應(yīng)及其內(nèi)在機(jī)制。(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)采用動力學(xué)方法分析了超聲輔助塑性成形過程中沖擊效應(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)會導(dǎo)致接觸區(qū)域變形累積,形成一種超聲振動接觸區(qū)域塑性變形大,中間小的變形模式;超聲振動導(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,該往復(fù)摩擦并不能大幅提高工件變形的均勻性,工件變形的均勻性與超聲沖擊和摩擦狀況都有關(guān)系。(3)采用材料表征技術(shù)分析了超聲輔助鐓擠成形過程中黑色物質(zhì),進(jìn)而揭示了超聲輔助鐓擠過程接觸機(jī)制:工模具間接觸過程材料表層氧化膜破壞,新鮮材料在摩擦熱的作用下快速氧化形成氧化鋁,硬質(zhì)氧化鋁起到潤滑介質(zhì)的作用,使原先的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǔ潭鹊臐L動摩擦,從而降低了摩擦力。
【關(guān)鍵詞】：超聲振動 鐓粗 鐓擠 耦合設(shè)計(jì) 虛擬仿真 動力學(xué) 邊界效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 金屬塑性成形技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 超聲輔助金屬塑性成形發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 超聲輔助金屬塑性成形理論研究13-14
• 1.3.2 超聲輔助塑性成形設(shè)備研制14-15
• 1.3.3 超聲輔助塑性成形機(jī)理的研究15-18
• 1.4 超聲輔助塑性成形研究的現(xiàn)存問題及本文研究內(nèi)容18-19
• 1.4.1 超聲輔助塑性形研究的現(xiàn)存問題18-19
• 1.4.2 本文研究內(nèi)容19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 超聲輔助鐓擠成形實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 超聲輔助鐓擠成形實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)20-28
• 2.2.1 基于頂鐓實(shí)驗(yàn)成形過程仿真技術(shù)有效性研究20-22
• 2.2.2 超聲輔助鐓粗成形分析22-24
• 2.2.3 超聲輔助鐓擠成形實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)24-28
• 2.3 超聲輔助體積成形實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 耦合模具的一體化超聲變幅桿設(shè)計(jì)29-34
• 2.4.1 變幅桿理論設(shè)計(jì)30-31
• 2.4.2 變幅桿動力學(xué)性能仿真31-32
• 2.4.3 耦合模具的變幅桿性能評估32-33
• 2.4.4 超聲振動系統(tǒng)性能測試33-34
• 2.5 超聲輔助鐓擠成形實(shí)驗(yàn)裝置性能測試34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 超聲輔助鐓粗鐓擠成形過程實(shí)驗(yàn)研究37-48
• 3.1 引言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與實(shí)驗(yàn)規(guī)劃37-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)平臺與實(shí)驗(yàn)坯料準(zhǔn)備38-39
• 3.4 超聲輔助鐓粗實(shí)驗(yàn)研究39-41
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)過程39-40
• 3.4.2 鐓粗實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析40-41
• 3.5 超聲輔助鐓擠成形實(shí)驗(yàn)研究41-47
• 3.5.1 鐓擠實(shí)驗(yàn)過程41-42
• 3.5.2 小孔鐓擠實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析42-44
• 3.5.3 大孔鐓擠實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 超聲輔助塑形成形工藝超聲效應(yīng)的機(jī)理研究48-68
• 4.1 引言48
• 4.2 基于性能等效法研究超聲輔助鐓擠過程超聲效應(yīng)48-56
• 4.2.1 準(zhǔn)靜態(tài)仿真模型建模及有效性驗(yàn)證49-51
• 4.2.2 應(yīng)力曲線上下平移對材料流動規(guī)律影響研究51
• 4.2.3 塑性模量下降對于材料流動規(guī)律影響研究51-52
• 4.2.4 摩擦因子對于材料流動規(guī)律影響研究52-54
• 4.2.5 大孔鐓擠超聲效應(yīng)探討54-55
• 4.2.6 超聲輔助鐓擠過程超聲效應(yīng)宏觀等效性能探討55-56
• 4.3 基于沖擊動力學(xué)研究超聲邊界效應(yīng)56-61
• 4.3.1 恒速沖擊對于材料流動的影響56-57
• 4.3.2 超聲輔助鐓粗過程工件典型變形模式57-60
• 4.3.3 超聲輔助鐓粗過程邊界摩擦效應(yīng)研究60-61
• 4.3.4 超聲輔助鐓粗過程超聲邊界效應(yīng)小結(jié)61
• 4.4 超聲輔助鐓擠過程超聲邊界效應(yīng)微觀機(jī)理研究61-64
• 4.4.1 接觸表面微觀形貌分析61-63
• 4.4.2 變形工件溫度效應(yīng)分析63-64
• 4.5 超聲輔助塑性成形材料效應(yīng)探討64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第五章 結(jié)論與展望68-69
• 5.1 主要結(jié)論68
• 5.2 研究展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 附錄：作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文集參加的科研項(xiàng)目72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊海強(qiáng);;超聲輔助車削技術(shù)與普通車削技術(shù)的對比分析[J];裝備制造技術(shù);2010年04期

2 葛枝;徐玉亭;劉東紅;;超聲輔助生鮮果蔬采后安全保障的研究進(jìn)展[J];食品工業(yè)科技;2012年21期

3 徐化能;張穎心;何潮洪;;超聲輔助浸取葛藤異黃酮及其數(shù)學(xué)模型(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2007年06期

4 沈s，

本文編號：296507