【作 者】翟維東;陳曉曉;李燕樂;孫玲玲;李劍峰;趙國群

　　近年來，各國學(xué)者針對金屬超聲振動塑性成形的理論機制進行了大量的研究[1-3]。王哲等[4]通過兩種材料的壓痕實驗，發(fā)現(xiàn)超聲波對金屬材料的降載具有普遍性。Ashida Y等[5]通過實驗和仿真手段研究發(fā)現(xiàn)超聲振動在沖壓成形過程中有助于減少褶皺與破裂。Hung J C等[6]發(fā)現(xiàn)在冷或熱墩粗工藝中施加超聲振動能夠減小摩擦力，從而有效減小所需的成形力。Siddiq A等[7]在多孔金屬塑性變分模型的基礎(chǔ)上建立了可有效考慮超聲塑性軟化效應(yīng)的數(shù)值仿真模型，并用來研究超聲對于減小摩擦力及成形力的作用機理。Siu   K  W等[8]認(rèn)為超聲軟化效應(yīng)并不僅是因為摩擦力的減小而是因為材料的性質(zhì)在超聲振動的激勵下發(fā)生了改變，他們在對多晶鋁硬度壓痕實驗中發(fā)現(xiàn)超聲振動有助于提高亞晶粒的形成。另外，Dutta R K等[9〕研究了DC04低碳鋼在超聲振動拉伸實驗中的微觀組織演變機制，觀察到在拉伸應(yīng)變?yōu)?0%時試樣的微觀位錯密度、亞結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，小角度晶界比例相較于未施加超聲振動試樣大幅度減小。Yao Z等[10]通過超聲墩粗實驗觀察到材料因超聲振動引起的應(yīng)力軟化與殘余硬化效應(yīng)。

　　其中，應(yīng)力軟化效應(yīng)主要與超聲振幅及位錯運動所需激勵能有關(guān)，而超聲殘余硬化效應(yīng)與位錯密度大小密切相關(guān)。

　　目前，超聲振動已被應(yīng)用于管材拉拔、體積成形等多種塑性加工工藝中并具有減小成形力、提高成形件質(zhì)量等積極作用，但在板材漸進成形工藝中施加超聲振動還鮮有報道。在傳統(tǒng)漸進成形工藝的基礎(chǔ)上引入超聲振動，可以解決目前漸進成形工藝存在的表面質(zhì)量低、精度及成形能力不足等問題。

　　目前，超聲振動幅值和頻率對軟化效應(yīng)的微觀影響機理尚未闡明，缺乏有關(guān)超聲振動下金屬板材局部漸進變形機理的基礎(chǔ)研究，超聲振動在板材漸進成形中成形力的作用機制也函待探究。本文將進行超聲振動對成形過程中成形力的影響研究并對超聲振動對塑性變形的作用機理進行分析。

　　【結(jié) 語】

　　研究表明，在漸進成形過程中施加超聲振動后軸向和橫向成形力較不加超聲成形時均有所減小，其中橫向成形力的減小率大于軸向力減小率。成形力下降率隨著超聲振幅的增大而增大，同時，成形力減少幅度隨成形步的增加而減小。通過微觀組織觀察發(fā)現(xiàn)，施加超聲振動后晶粒發(fā)生細(xì)化現(xiàn)象。對于不同步距，在初始階段步距越小成形力的減小效果越明顯。本文對超聲振動輔助漸進成形進行了初步的研究，驗證了超聲振動對漸進成形過程成形力有降低的作用，為以后超聲塑性軟化機理的研究奠定了基礎(chǔ)。

　　以下是正文：