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齐康超声波探究超声波振动辅助塑性变形技术（一）

来源： | 发布日期：2023-01-14

超声波振动（ultrasonic vibration， UV）作为强塑性变形（severe plastic deformation， SPD）领域广泛应用的方法，可以在材料中以连续弹塑性波的形式有效传输能量，其独特的高频率、大应变率的塑性变形机制是其他强塑性变形方法所很少具备的。

近年来，超声波振动作为强塑性变形领域广泛应用的方法引起了广泛关注。关于超声波辅助金属成形过程试验和建模的研究已有报道，例如压缩和镦粗、拉丝、深拉、热挤压和微挤压。以往大多数研究的主要目的是利用超声表面效应降低成形力，但是其中有许多也涉及了高强度超声振动对金属塑性变形过程中微观组织变化的影响。

早在20世纪50年代，由Ji 和 Liu进行的研究表明，超声波振动的应用显著地改变了材料在塑性变形中的行为。尽管许多研究者对超声波能量辅助塑性变形的潜在优点进行诸多研究，并且进行大量的试验和数值分析，但是其物理原理仍然有待揭示。目前，关于超声振动塑性变形主要有两种形变机制，即应力叠加理论和强塑性变形理论。根据应力叠加理论，超声波振动作用下材料的塑性行为保持不变，强塑性变形理论认为超声波能量辅助塑性变形是稳态应力和交变应力宏观叠加的结果。我国对超声波辅助塑性加工的研究起步较晚，从20世纪90年代起，开始在超声波辅助拉丝、冲裁、粉末冶金和粗变形等领域展开研究。

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