振动辅助塑性成形工艺及机理的研究进展

振动辅助塑性成形技术是近年来振动利用工程在塑性成形领域发展起来的一门新兴边缘交叉学科,振动场与塑性力场的耦合能产生诸如材料流动应力下降的体积效应和接触面摩擦力降低的表面效应。综述了振动辅助拉拔、拉深、挤压、轧制等成形工艺原理,分析了4种典型塑性成形工艺在振动场下的宏观表现、工艺特点和研究进展。在此基础上,围绕应力叠加效应、振动软化效应、振动残余效应,对振动辅助塑性成形机理方面的研究进行了总结;基于振动减摩和振动场下摩擦模型,对振动辅助塑性成形在界面摩擦行为方面的研究进行了分析;最后,对振动辅助塑性成形技术的发展前景进行了展望。

声塑性机制及其在塑性加工中的应用

超声振动作为一种能量输入被广泛应用于各类塑性成形工艺中,目前研究普遍认为,超声振动叠加在金属塑性变形上可显著降低成形载荷,称之为声塑性,主要作用机制包括体积效应和表面效应。分别对目前已有的考虑体积效应和表面效应的理论模型的研究进展进行了综述,在此基础上,从超声辅助工艺原理、利用声塑性机制的侧重点以及超声辅助塑性成形装置的改进3个方面介绍了搅拌摩擦焊、滚压、旋压以及微成形等领域采用超声振动辅助塑性成形工艺的发展现状,并提出了未来主要的研究思路。