采用DEFORM-3D軟件建立了超聲波輔助等徑角擠壓有限元模型,模擬不同超聲波加載方式、超聲波振幅和試樣尺寸對等徑角擠壓工藝的影響,獲得了不同工藝參數對6063鋁合金成形載荷的影響規(guī)律,揭示了超聲波在等徑角擠壓過程中的作用機理。以6063鋁合金為試驗對象,進行了超聲波輔助等徑角擠壓試驗。結果表明,在等徑角擠壓過程中施加超聲振動可有效降低材料的成形載荷,同時施加橫向和縱向超聲波振動對成形載荷的降低效果最好,其次為單一縱向超聲波振動,單一橫向超聲波振動對成形載荷的降低效果最差。隨著超聲波振幅和材料尺寸增加,成形載荷的降低值變大。 

【文章來源】：塑性工程學報. 2020年10期 北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

超聲波輔助等徑角擠壓有限元模型

圖2所示為試樣橫截面尺寸為10 mm×10 mm、長度為40 mm、振幅為5μm條件下，超聲波輔助等徑角擠壓變形過程中的等效應力分布。圖2a為無超聲波作用下的情況，圖2b為橫向超聲波作用下的情況，圖2c為縱向超聲波作用下的情況，圖2d為橫、縱向超聲波同時作用下的情況，在這4種情況下，均在劇烈剪切變形區(qū)獲得最大等效應力，為260 MPa，表明在ECAP過程中施加超聲振動并不改變其最大等效應力，但在施加超聲振動后(無論哪種施加方式)，試樣能夠更快地進入變形狀態(tài)，增加了剪切變形區(qū)的范圍，使變形更容易發(fā)生。2.2 超聲波加載方式對平均成形力的影響

超聲波輔助ECAP過程中，成形力增加直至達到穩(wěn)定水平，稱為平均成形力[23]。在振幅為5μm、試樣橫截面尺寸為10 mm×10 mm、試樣長度為40 mm的條件下，改變超聲波加載方式，超聲波輔助ECAP過程中平均成形力如圖3所示。不施加超聲振動時平均成形力為44.5 k N，施加橫向超聲波后平均成形力下降到27 k N，施加縱向超聲波后平均成形力下降到26.1 k N，同時施加橫、縱向超聲波后平均成形力下降到22 k N。結果表明，橫、縱向超聲波同時作用時對平均成形力的降低效果最好;單一縱向超聲波對平均成形力的降低效果要優(yōu)于橫向超聲波。這是由于超聲波垂直振動時，聲壓力在擠壓方向上對擠壓力有疊加作用，摩擦力在半個振動周期內與擠壓方向一致，使總變形功率和總成形力降低[24]。2.3 超聲波振幅對平均成形力的影響

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]超聲波輔助等徑角擠壓超細晶制備工藝及性能評估[D]. 陳曉強.深圳大學 2015
[2]鋁合金振動拉伸和壓縮過程的實驗與模擬研究[D]. 姜良斌.山東大學 2014
[3]超聲振動拉絲機理及實際應用實驗研究[D]. 袁江波.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：2935960