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超声振动滚压加工参数对TC4钛合金表面质量的影响 被引量：13
1
作者 席刚 刘元铭 +1 位作者 张跃飞 刘燕萍 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期61-67,共7页
通过超声振动滚压加工正交试验,研究主轴转速、进给速度、静压力和加工次数对TC4钛合金表面质量的影响,并将材料的表面粗糙度、显微硬度及残余应力作为其表面质量的评价指标。试验结果表明:超声振动滚压加工工艺能降低TC4钛合金表面粗糙... 通过超声振动滚压加工正交试验,研究主轴转速、进给速度、静压力和加工次数对TC4钛合金表面质量的影响,并将材料的表面粗糙度、显微硬度及残余应力作为其表面质量的评价指标。试验结果表明:超声振动滚压加工工艺能降低TC4钛合金表面粗糙度,大幅度提高显微硬度,在表面引入残余压应力;合适的主轴转速、进给速度及加工次数使表面粗糙度达到最佳效果,一定范围内,表面粗糙度随着静压力的增大而减小;主轴转速对材料表面显微硬度影响较小,显微硬度随着进给速度的增大而减小,随着静压力及加工次数的增大而增大;主轴转速对材料表面残余应力有无规律的影响,材料表面的残余应力值随着进给速度的增大而减小,随着静压力及加工次数的增大而增大。 展开更多
关键词 超声振动滚压 工艺参数 粗糙度 显微硬度 残余应力
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Ti-6Al-4V合金表面超声振动滚压强化研究 被引量：4
2
作者 席刚 刘元铭 +1 位作者 张跃飞 刘燕萍 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期91-96,共6页
采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:... 采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:经该工艺处理后的合金表面各项粗糙度参数皆有明显降低;加工后的合金表面XRD图谱的衍射峰减弱且宽化,衍射角向高角度方向偏移;加工后的合金表层β相组织相较加工前明显细化,且随着深度增加β相组织逐渐增大;在距离表面约50μm位置的残余应力值最大可达到-967 MPa;加工后的合金表面显微硬度可达到421HV,且在0~140μm的深度范围内,显微硬度随着深度的增加逐渐减小至与基体硬度一致。经超声振动滚压加工后的Ti-6Al-4V合金表面质量显著提高,有利于提高其零部件的使用性能。 展开更多
关键词 超声振动滚压 TI-6AL-4V 粗糙度参数 微观结构 显微硬度 残余应力
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超声振动常温/中温滚压钛合金应力场分析 被引量：1
3
作者 王嘉钿 张常胜 +2 位作者 苏豪 沈学会 苏国胜 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第7期84-88,共5页
提出并研究了常温/中温条件下超声振动滚压强化钛合金工艺。结合实验与有限元分析方法,对比研究了超声振动滚压和超声振动温滚压两种处理工艺对钛合金表面改性层残余应力及应变分布的影响机制。结果表明:与超声振动滚压相比,超声振动温... 提出并研究了常温/中温条件下超声振动滚压强化钛合金工艺。结合实验与有限元分析方法,对比研究了超声振动滚压和超声振动温滚压两种处理工艺对钛合金表面改性层残余应力及应变分布的影响机制。结果表明:与超声振动滚压相比,超声振动温滚压工艺可以使表面和近表面材料发生更严重的塑性变形,在材料近表面引入更深的残余压应力层,从而获得更好的表面强化工艺效果。压应力和应变的进一步提高得益于高频机械冲击和温塑性的共同作用。超声滚压处理过程中,超声振动激励从根本上改变了应力在材料内的传播方式,形成动态应力波并向远离材料表面深处振荡传播,而温度场的施加加速了这种应力波形成和动态传播。 展开更多
关键词 超声振动滚压 超声振动温滚压 残余应力 有限元模拟
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钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究 被引量：1
4
作者 马骏 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期345-352,共8页
采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出... 采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出了影响超声滚压加工性能的相关因素;然后,采用ABAQUS有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型,分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理;最后,设计了钛合金工件的超声滚压实验,研究了不同参数指标对工件加工质量的影响,并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明:随着静载荷和超声振幅的增加,工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳,表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势,表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低;在振幅为20μm时,工件表面质量和性能相对较好,此时残余应力均值为849 MPa,表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致,验证了所建模型的可靠性,可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。 展开更多
关键词 难加工材料 材料表面强化技术 超声振动滚压工艺 残余应力 表面硬度 表面粗糙度 ABAQUS
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超声振动辅助滚压参数对钛合金表面残余应力的影响 被引量：2
5
作者 苏豪 沈学会 +1 位作者 巩贤宏 师亚龙 《电加工与模具》 2020年第1期55-59,共5页
结合有限元分析和实验研究,基于与普通滚压工艺的对比,对超声振动辅助滚压强化钛合金表面的残余应力场进行分析,获得了沿改性层深度方向的残余应力变化和瞬态应力分布云图。结果表明:与普通滚压相比,超声振动辅助滚压可改变滚压头和材... 结合有限元分析和实验研究,基于与普通滚压工艺的对比,对超声振动辅助滚压强化钛合金表面的残余应力场进行分析,获得了沿改性层深度方向的残余应力变化和瞬态应力分布云图。结果表明:与普通滚压相比,超声振动辅助滚压可改变滚压头和材料表面接触力的作用方式,使应力波沿着材料深度方向动态传播,从而产生更深的残余压应力影响层,并导致压应力层下移。在实验参数条件下,最大残余压应力值和表面残余应力值都随着静压力的增大而显著增大;随着主轴转速的增大,最大残余压应力值明显单调增加,而最大残余压应力层深度逐渐减小;振幅对残余应力场的影响不十分显著。 展开更多
关键词 超声振动辅助滚压 残余应力 有限元模拟
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