1060铝薄板超声振动单点增量成形极限研究

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单点增量成形是一种新型无模金属板料塑性成形技术,可以有效解决传统压力加工费用高、柔性差等问题,具有绿色、低成本、成形快、成形力小等优点。破损是单点增量成形成形件的主要失效形式之一,作为一种新型的成形工艺如何提高成形质量、抑制成形缺陷足该技术亟待解决的问题,对单点增量板料成形极限的研究具有重要的理论和实际工程意义。论文在单点增量成形基础上研究单点增量与超声塑性成形相结合所形成的超声单点增量成形技术,分析了超声振动塑性理论与单点增量成形机理。建立超声塑性单点增量过程数值模型,采用ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard对1060铝薄板圆锥台件成形过程进行仿真分析,获得了振幅与频率对成形区域厚度减薄及塑性应变极限的影响规律。进行了超声振动单点增量成形实验,验证了超声振动振幅与频率对成形力与成形极限形变量的影响。实验结果表明超声振动能降低单点增量成形力,在一定的振幅与频率下,超声振动可以提高单点增量成形极限形变量,通过大量实验获得了适合薄铝板单点增量成形的理想振型参数。通过数据插值拟合法对实验成形件形变网格的破损极限形变量进行分析,得出铝薄板超声单点增量成形应变极限,实验得到了与有限元数值模拟相吻合的结果。通过测量实验成形破损件网格形变量,采用数据插值拟合法获得了1060铝薄板超声单点增量成形极限曲线。分析了极限状态的判断、超声振动幅值和频率对成形极限曲线的影响,得出更符合实际要求的超声振动单点增量成形极限曲线,为避免单点增量成形件破损缺陷提供了参考。
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