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随着单点渐进成形技术研究的逐步深入加之镁合金具有优异的物理和机械性能,使得镁合金单点渐进成形技术得以发展和应用,但是板材在单点渐进成形过程中受力不均,极易出现拉裂、起皱、回弹等缺陷。为了达到改善工艺缺陷、提高产品质量和尺寸精度的目的在成形工具头上施加方向、频率、振幅可调控的振动。通过有限元模拟实验分析表明,施加振动后单点渐进成形过程中的成形力和等效应力发生了显著的变化,有利于板材的成形。 本文以变锥角圆台件为研究对象,基于AZ31B镁合金拉伸实验,结合单点渐进成形和振动塑性成形的关键技术及理论,对振动单点渐进成形力学模型进行了求解和运算并运用MATLAB软件对力学方程进行了分析,还采用了一种新方法精确规划了单点渐进成形轨迹路线,主要运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对AZ31B镁合金板材在不同振型参数和工艺参数条件下的无模单点渐进成形规律展开研究。 研究结果表明:振动的施加对渐进成形性能的改善具有明显的效果,随着频率或者振幅的增加都能降低成形力,改变板料的应力力分布状态;频率越高,则成形力和等效应力越小,越能明显降低变形抗力,减少等效应力的集中程度,提高成形工件的精度;但是在提高振幅的情况下对成形的影响没有提高频率时明显,而且在施加到一定振幅值时反而会降低成形效果。同时发现,当工具头直径在10~12mm范围内,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1时,采用螺旋轨迹方式进行加载可提高AZ31B镁合金的单点渐进成形性能。 通过以上表明,本论文的研究将对振动无模单点渐进成形理论与应用研究提供有效的借鉴,具有较好的理论研究和实际应用价值。