本文關(guān)鍵詞：高頻振動(dòng)鋁合金塑性成形研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：振動(dòng)塑性成形是指在金屬加工過(guò)程中,對(duì)被加工材料或加工工具施加一定方向、一定頻率和振幅的振動(dòng),來(lái)改善工藝效果、提高產(chǎn)品質(zhì)量的工藝過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),振動(dòng)可以降低材料流動(dòng)應(yīng)力、降低工件與模具之間的摩擦力、改善工件成形質(zhì)量,還能在一定程度上提高材料的成形極限,這有利于一些高硬度、高強(qiáng)度及難成形材料的成形。利用振動(dòng)塑性成形來(lái)提高鋁/鎂合金等輕合金材料的塑性成形性能,將成為塑性加工的一條新途徑。本文以振動(dòng)拉伸和鐓粗為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了振動(dòng)對(duì)材料變形行為的影響規(guī)律,主要工作包括：超聲振動(dòng)金屬塑性成形系統(tǒng)組成及基本理論的分析與總結(jié)、6063鋁合金高頻振動(dòng)拉伸與鐓粗實(shí)驗(yàn)、高頻振動(dòng)拉伸與鐓粗過(guò)程的數(shù)值模擬分析等。首先介紹了超聲振動(dòng)金屬塑性加工系統(tǒng)的組成及各部分在成形過(guò)程中的作用,重點(diǎn)對(duì)超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿這三個(gè)核心部件的功能、特點(diǎn)及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)描述�？偨Y(jié)了目前研究中關(guān)于體積效應(yīng)的三種主要的理論模型：基于非局部理論的超高頻振動(dòng)塑性加工材料的本構(gòu)模型、基于應(yīng)力疊加原理的低中頻振動(dòng)塑性加工中體積效應(yīng)的彈粘塑性模型以及在彈粘塑性模型基礎(chǔ)上建立的粘彈塑性模型。闡述了非局部摩擦的理論模型,并分析了其在振動(dòng)表面效應(yīng)研究中的應(yīng)用。進(jìn)行了6063鋁合金振動(dòng)拉伸實(shí)驗(yàn),將頻率15kHz、最大振幅為5.39μm的高頻振動(dòng)疊加到鋁合金的室溫拉伸過(guò)程中,研究了振動(dòng)參量、激振時(shí)間對(duì)拉伸過(guò)程中成形載荷、材料流動(dòng)應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷口形貌及微觀組織、失效形式的影響規(guī)律,揭示了振動(dòng)的體積效應(yīng)對(duì)拉伸成形的作用效果和作用機(jī)制。利用ABAQUS軟件對(duì)高頻振動(dòng)鋁合金拉伸過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了振動(dòng)拉伸試樣內(nèi)應(yīng)力分布特征、應(yīng)力振蕩特征,分析頻率、振幅等振動(dòng)參量對(duì)應(yīng)力疊加和聲學(xué)軟化的影響規(guī)律,闡述了振動(dòng)的體積效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。進(jìn)行了6063鋁合金的無(wú)振動(dòng)鐓粗和振動(dòng)鐓粗實(shí)驗(yàn),研究了振動(dòng)對(duì)鋁合金鐓粗成形中成形載荷、材料流動(dòng)應(yīng)力、最大變形量、工件表面質(zhì)量及微觀組織、工件縱切面微觀組織等的影響,以及高徑比對(duì)振動(dòng)效果的影響規(guī)律,解釋了振動(dòng)鐓粗過(guò)程中體積效應(yīng)和表面效應(yīng)對(duì)材料成形的影響效果及作用機(jī)理。結(jié)合ABAQUS數(shù)值模擬的結(jié)果,重點(diǎn)探究了振動(dòng)降低鐓粗界面摩擦、改善工件表面質(zhì)量、細(xì)化材料晶粒的作用,揭示了體積效應(yīng)和表面效應(yīng)共同存在時(shí),振動(dòng)參量對(duì)鐓粗成形的影響規(guī)律和機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)拉伸 振動(dòng)鐓粗 6063鋁合金 數(shù)值模擬 應(yīng)力疊加 聲學(xué)軟化 摩擦降低
【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】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 引言14-15
• 1.2 振動(dòng)塑性成形的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題15-19
• 1.2.1 理論研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 應(yīng)用研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 現(xiàn)存問(wèn)題18-19
• 1.3 本文的研究意義及研究?jī)?nèi)容19-22
• 1.3.1 研究意義19-20
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 超聲振動(dòng)金屬塑性成形系統(tǒng)組成及基本理論22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 超聲振動(dòng)金屬塑性成形設(shè)備簡(jiǎn)介22-25
• 2.3 超聲振動(dòng)體積效應(yīng)和表面效應(yīng)的理論模型25-31
• 2.3.1 體積效應(yīng)及其理論模型25-29
• 2.3.2 表面效應(yīng)及其理論模型29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-34
• 第3章 6063鋁合金高頻振動(dòng)拉伸實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬34-64
• 3.1 引言34
• 3.2 6063鋁合金高頻振動(dòng)拉伸實(shí)驗(yàn)34-50
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)34-36
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及方案36-38
• 3.2.3 振動(dòng)對(duì)6063鋁合金拉伸過(guò)程成形載荷和變形的影響38-45
• 3.2.4 振動(dòng)對(duì)6063鋁合金拉伸斷口及顯微組織的影響45-48
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析48-50
• 3.3 高頻振動(dòng)拉伸過(guò)程的數(shù)值模擬分析50-62
• 3.3.1 無(wú)振動(dòng)拉伸和振動(dòng)拉伸有限元模型的建立50-53
• 3.3.2 振動(dòng)對(duì)拉伸過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分布的影響53-55
• 3.3.3 振動(dòng)對(duì)拉伸過(guò)程應(yīng)力疊加現(xiàn)象的影響55-59
• 3.3.4 振動(dòng)對(duì)材料屬性的影響59-61
• 3.3.5 模擬結(jié)果及分析61-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第4章 6063鋁合金高頻振動(dòng)鐓粗實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬64-92
• 4.1 引言64
• 4.2 6063鋁合金高頻振動(dòng)鐓粗實(shí)驗(yàn)64-83
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)64-65
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及方案65-67
• 4.2.3 振動(dòng)對(duì)6063鋁合金鐓粗過(guò)程力與變形的影響67-76
• 4.2.4 振動(dòng)對(duì)6063鋁合金鐓粗表面質(zhì)量及顯微組織的影響76-81
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析81-83
• 4.3 高頻振動(dòng)鐓粗過(guò)程的數(shù)值模擬分析83-91
• 4.3.1 無(wú)振動(dòng)鐓粗和振動(dòng)鐓粗有限元模型的建立83-85
• 4.3.2 振動(dòng)對(duì)鐓粗過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分布的影響85-88
• 4.3.3 振動(dòng)對(duì)模具/工件接觸界面摩擦系數(shù)的影響88-90
• 4.3.4 模擬結(jié)果分析90-91
• 4.4 本章小結(jié)91-92
• 第5章 結(jié)論與展望92-96
• 5.1 結(jié)論92-94
• 5.2 展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-102
• 致謝102-103
• 附件103

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  本文關(guān)鍵詞：高頻振動(dòng)鋁合金塑性成形研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：454755