超声振动辅助压缩成形机理

摘要

为研究超声振动辅助成形的内在机理,设计一套25kHz高频超声振动装置,配合试验机进行1050铝合金静态及振动辅助条件下的压缩试验。实验发现,振动有利于降低材料的流动抗力,同时有助于改善试样表面形貌;成形力的降幅与所施加超声振动的振幅成比例关系。结合有限元数值模拟,研究材料在超声振动辅助压缩条件下的变形特点,发现在振动阶段,试样与模具接触面之间的摩擦条件得以改善。此外,应力叠加和摩擦条件改善是振动阶段成形力降低的两个原因,但两者的降幅总和小于实验中测得的降幅,因此软化效应是成形力降低的另一原因。