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摘要
在金属板材超声辅助拉深工艺中,超声激励在板材与模具间所产生的表面效应提高了板材成形性能。为了探讨表面效应的成因,设计超声振动激励下金属板材摩擦试验,对超声激励下金属板材摩擦特性进行了研究。同时,基于接触力学理论和粗糙表面弹–塑性接触模型,建立了超声振动激励下金属板材摩擦力表达式。板材摩擦力起源于接触微凸体承受法向力后产生的弹塑性变形,随着接触力的增加两个表面间的实际接触面积增加,同时二者间法向距离减小。超声振动改变了接触面间的法向距离和切向变形,故对摩擦系数产生影响。在垂直于板材表面施加振动频率为20 kHz、振幅为4.2μm的超声激励,在相对速度为1 mm/s的条件下,采用40Cr压头对AZ31B镁合金板材进行摩擦试验。试验结果表明,超声振动使板材摩擦系数降低了大约40%,摩擦系数试验值与理论值基本一致;超声振动可以减小板材表面划痕,有利于提高其拉深成形件表面质量。
