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基于改进本构模型的超声辅助渐进成形仿真研究

论文摘要

在渐进成形加工中施加高频振动会引起被加工材料的塑性性能改变,并产生软化现象,从而降低加工过程中所需的成形力。首先,基于晶体塑性理论建立了描述金属塑性变形过程中应力-应变关系的理论模型,通过调整位错密度演化和热激活过程体现了超声施加后的声软化效应,构建了超声辅助成形加工时材料的本构模型。基于改进后的本构模型,通过ANSYS/LS-DYNA软件,对超声辅助渐进成形过程进行仿真模拟,获得了成形过程中成形力随成形深度的演变规律。通过超声辅助点成形实验,识别了本构模型参数并验证了仿真模拟结果,获得在一定频率下施加不同振幅时成形力的变化曲线。结果表明,在仿真时使用考虑软化效应的本构模型能获得更好的成形力预测效果。

论文目录

  • 1 理论模型
  •   1.1 晶体塑性理论框架
  •   1.2 考虑声软化后的模型
  •     1.2.1 热激活模型调整
  •     1.2.2 位错演化模型调整
  • 2 实验设计
  • 3 有限元仿真
  • 4 模型参数确定与仿真结果
  •   4.1 模型参数确定
  •     4.1.1 热激活模型参数确定
  •     4.1.2 位错演化模型参数确定
  •     4.1.3 考虑声软化效应后的本构模型
  •   4.2 仿真结果
  •     4.2.1 仿真与实验对比
  •     4.2.2 改进前后本构模型仿真结果对比
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈晓晓,徐长续,成梓楠,李燕乐,李方义,李剑峰

    关键词: 声软化,本构模型,渐进成形,有限元仿真,超声振动

    来源: 锻压技术 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东大学机械工程国家级实验教学示范中心

    基金: 国家自然科学基金青年项目(51605258),山东省博士后创新项目(201701011),山东大学青年学者未来计划(2018WLJH55)

    分类号: TG306;TG663

    DOI: 10.13330/j.issn.1000-3940.2019.06.012

    页码: 81-87

    总页数: 7

    文件大小: 1710K

    下载量: 187

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/0cc75bff64693b0ab0440fbe.html