超声振动对TC1钛合金板材成形性能的影响

通过超声振动辅助拉伸试验,研究了超声振动的频率、振幅及间歇振动方式等参数对TC1钛合金板材应力与应变、屈服强度、抗拉强度及延伸率等拉伸性能指标的影响。通过拉伸试件的组织和性能分析,研究了超声振动参数对TC1板材金相组织、断口形貌及维氏硬度的影响。研究结果表明,TC1钛合金板材拉伸过程中叠加一定频率、振幅的超声振动可以明显降低材料的屈服强度和抗拉强度,并且在一定工艺参数条件下还可以较大幅度提高材料的延伸率,而且对其组织和性能影响较小。     

超声振动对TC1钛合金板材拉伸性能的影响

通过超声振动辅助拉伸试验,研究了超声振动的频率、振幅及间歇振动方式等参数对TC1钛合金板材应力与应变、屈服强度、抗拉强度及延伸率等拉伸性能指标的影响。通过拉伸试件的组织和性能分析,研究了超声振动参数对TC1板材金相组织、断口形貌及维氏硬度的影响。结果表明,TC1钛合金板材拉伸过程中叠加一定频率、振幅的超声振动可以明显降低材料的屈服强度和抗拉强度,并且在一定工艺参数条件下还可以较大幅度提高材料的延伸率,而且对其组织和性能影响较小。     

TC4钛合金电致塑性V型弯曲性能的实验研究

针对TC4钛合金常温下冲压成形性能差的问题,通过电塑性拉伸、电塑性V型弯曲实验,研究了脉冲电流对TC4钛合金V型弯曲性能的影响规律。电塑性拉伸实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的延伸率,降低流动应力,当有效电流密度从9.03A·mm-2增加到11.84A·mm-2时,延伸率从20.1%提高到69.7%。电塑性V型弯曲实验表明,电流可有效提高TC4钛合金的弯曲成形性能,降低回弹角和弯曲成形力,当有效电流密度从14A·mm-2增加到38.67A·mm-2时,回弹角减小47.5%。     

温热条件下超声振动对TC4钛合金板材各向异性的影响

针对TC4钛合金板材轧制过程中产生的各向异性问题,在温热条件下通过与轧制方向呈不同角度拉伸试件的有、无超声振动辅助的拉伸实验,分析了超声振动对TC4钛合金板材的屈服强度、断后伸长率及厚向异性系数的影响规律,得到了有助于提高TC4板材成形性能及有效抑制各向异性的超声振动工艺参数;通过对拉伸试件金相组织和断口形貌的分析,得到了超声振动对TC4钛合金板材微观组织和性能的影响。结果表明,TC4钛合金板材在温度400～600℃范围内拉伸时,施加频率为20 k Hz、振幅为10μm的超声振动可以提高材料变形能力,还可以有效抑制板材的各向异性,同时对材料微观组织也不会造成较大影响。     

温度/超声复合能场对2195铝锂合金弯曲性能的影响

针对铝锂合金弯曲成形过程中易产生破裂和回弹大的问题,进行了温度/超声复合能场下的弯曲工艺研究,希望在保证成形质量条件下借助超声振动能场降低铝锂合金弯曲成形温度。在80~200 ℃温度条件下通过与1.0~1.6 kW超声振动能量复合,分析了温度/超声复合能作用形式对2195铝锂合金板材弯曲力、弯曲回弹量、弯曲圆角半径及显微组织的影响。结果表明,通过与超声振动能场复合,在相对较低的热成形温度条件下,不仅降低了2195铝锂合金弯曲力,还有效抑制了2195铝锂合金弯曲回弹和破裂,从而提高了2195铝锂合金的高温软化效果和弯曲性能。     

铝合金板材弯曲成形性能

以5083铝合金板材的V形弯曲为研究对象,探究了影响板材回弹的几种因素.结果表明:5083铝合金板材的屈服强度越大其回弹角也越大;随着弯曲角的增加,回弹角减小;弯曲模具开口度增加,回弹角减小;相对弯曲半径增加,回弹角增加;V形弯曲部分的板材会减薄,对于相同的弯曲角,相同型号的试样,弯曲半径越小,则弯曲减薄量越大;而使用相同尺寸的弯曲半径时,弯曲角度越大则减薄量越大.     

铝合金板材V形弯曲回弹研究

主要研究了铝合金板材V形弯曲回弹角与弯曲角、相对弯曲半径之间的关系,分析了宽板弯曲和窄板弯曲回弹角的差异。结果表明,在V形弯曲中,铝合金板材的弯曲回弹角随弯曲角度的增加而减小,随相对弯曲半径的增加而增加;厚板弯曲的回弹角明显小于薄板弯曲的回弹角,而板材的宽度对其回弹角则无明显影响。     

温热条件下TC4钛合金板材超声振动辅助拉伸工艺研究

针对钛合金板材塑性变形能力差、成形温度高的问题，提出了温热条件下超声振动辅助成形方法，希望在温热环境条件下进一步提高钛合金板材的成形性能。本文通过200-600℃条件下的TC4板材超声振动辅助拉伸实验，分析了超声振动工艺参数对钛合金板材拉伸过程当中的工程应力-应变曲线、屈服强度、延伸率等性能指标的影响规律，并对拉伸试件显微组织及断口形貌进行分析。研究结果表明，温热拉伸过程施加合适的超声振动工艺参数，可以使TC4板材流动应力、屈服强度进一步降低，延伸率进一步提高，能够实现在温热条件下进一步提高成形性能的目的。     

脉冲电流对1.5 GPa级低碳钢V形弯曲回弹的影响

利用金属材料的电致塑性效应,以1.5 GPa级高强度钢为研究对象,在板材V形弯曲成形过程中引入脉冲电流,分析模具结构及电辅助弯曲工艺对V形弯曲回弹的影响。结果表明:脉冲电流对1.5 GPa级高强度钢板的V形弯曲回弹起到了明显抑制作用,回弹角大幅度降低,并且电流沿板料长度方向施加比沿厚度方向施加作用更显著。弯曲后保持通电的比先通电保持后弯曲能更好地抑制回弹的产生。随着电流密度、通电时间以及频率的增加,回弹角逐渐减小;经过脉冲电流成形后,板料表面质量良好,回弹减小,其变形区硬度有所提高。     

校正力对V形件弯曲回弹的影响

利用数值模拟方法,对V形件弯曲及卸载回弹过程进行了模拟,得到了校正力对回弹的影响规律。表明校正力的增加对回弹有很好的控制作用,但随着校正力的增加,会出现负回弹现象。进行了一系列V形件弯曲实验,并将弯曲实验的结果与数值模拟的结果进行了对比,对比结果表明,模拟值与实验值吻合良好,利用数值模拟方法可以有效地预测弯曲成形的回弹量。     

Experimental Investigation on Formability of AZ31B Magnesium Alloy V-Bending Under Pulse Current

In this work, the influence of pulse current parameters on springback and bending force of magnesium alloy during electropulse-assisted(EPA) V-bending was investigated. The experimental results showed that pulse current can effectively reduce the springback and the bending force compared to the experiments without current. The frequency has a more significant influence on bending force and springback than electric current density. Electroplastic(EP) effect begins to work when pulse current parameters reach a threshold value. To explore the mechanism of EPA V-bending, the microstructure evolution and fracture surface of the bending specimen were studied. It was found that pulse current can promote the occurrence of dynamic recrystallization(DRX) of magnesium alloy compared to traditional hot forming process. The fracture mode of AZ31B under EPA V-bending evolves from brittle fracture to ductile fracture with increasing pulse current parameters. Based on the discussion of athermal and thermal effects of EP effect, the mechanism of pulse current to promote DRX is studied and athermal effect is proved to exist.     

V-bending studies on sintered copper powder metallurgical preform sheets

Sintered sheet specimens of copper of varying mean preform densities were free-bent with four V-bending punch radii and dies to obtain free bending force and the springback, for comparison with their wrought equivalents. The objective of the above testing was to highlight the influence of porosity in accommodating the springback. Following the free bending, die bending was performed to arrive at the optimal die force to ensure minimal springback.     

超声振动效应对TA2钛合金板材力学及胀形性能影响

针对钛合金板材塑性变形能力差的问题,进行了超声振动辅助成形工艺的研究,分析超声振动对钛合金TA2板材力学性能及与接触面之间摩擦系数的影响。在此基础上进行了不同宽长比坯料的超声振动辅助胀形实验,分析超声振动对TA2板材胀形力、极限胀形高度的影响。同时,基于网格应变原理,通过不同宽长比坯料极限应变的测量,建立TA2板材的成形极限图。研究结果表明,选择合适的超声振动辅助成形工艺参数, 不仅可以提高TA2板材变形能力,还可以减小摩擦对板材成形性能的影响,从而有效提高了TA2板材的成形极限。     

车用铝合金板材回弹规律研究

在车用铝合金材料的成形加工过程中,回弹是主要的成形缺陷之一并且较难控制。本文对车用6061铝合金板材进行了室温拉伸试验获得其应力-应变曲线并建立改进的Johnson-Cook本构模型。该模型被应用于V形弯曲试验的有限元仿真中,研究不同各向异性屈服准则对板料回弹预测精度的影响,仿真结果表明应用YLD2000-2d屈服准则时其预测精度较高,同时也验证了该模型用于回弹分析的有效性。进一步探究不同因素如变形程度,冲压速度,摩擦条件,压边力等对铝合金板材回弹行为的影响规律,并应用于铝合金发罩内板的冲压成形过程,能够有效减小工件的回弹。     

钛合金超声振动车削数值模拟

钛合金作为一种轻型优质的结构材料,被广泛应用在航天航空等领域。同时,钛合金也是一种难加工材料,传统切削工艺难以实现钛合金高质高效加工。超声振动辅助加工是将超声信号转换为机械振动,使工件与刀具周期性分离,从而实现加工的方法。以TC4钛合金为研究对象,建立了Abaqus二维车削有限元模型,开展了普通车削与超声振动车削钛合金的数值模拟对比研究。仿真结果表明:超声振动车削钛合金可以有效减小加工过程中的平均切削力以及刀尖切削温度,且在设定的参数范围内,振幅越大,改善效果越明显。      

基于BP神经网络的铝合金板料弯曲回弹控制研究

针对铝合金板料在弯曲成形后回弹的现象,分析了板料弯曲时回弹的力学原理,采用变压边力法,利用数值模拟软件对板料弯曲的回弹进行了模拟。利用BP神经网络技术对变压边力下,板料的弯曲回弹量进行了预测。通过优化后的神经网络模型,找到了最佳的弯曲成形工艺参数。与实际情况对比,预测的板料弯曲回弹量具有一定的准确性和适用性。     

基于二维超声振动辅助的钛合金切削加工分析与试验研究

针对普通切削时钛合金表面质量较差的问题，将二维超声辅助切削用于钛合金的加工过程。对钛合金的超声振动切削理论进行分析，找出影响刀具运动轨迹及切削力的因素；设计基于二维超声振动的钛合金表面切削试验，研究超声振动对切削力、工件表面形貌以及刀具寿命的影响。结果表明:与普通切削相比，二维超声振动辅助切削可以有效降低加工中的切削力，减轻加工过程对刀具的冲击，提高刀具的耐用度；且在相同加工条件下，二维超声振动加工时的切削力下降了47.7%，工件表面轮廓平均高度减小了40.9%，刀具的使用寿命提高了近1倍。      

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。