【摘 要】
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超声振动管材液压成形技术是在管材液压成形技术的基础上结合超声振动进行的,具有成形载荷低,填充性和贴模性好,壁厚均匀,成形质量高等特点。目前,超声振动管材液压成形的规律尚不清楚,开展成形规律的研究可以有效的描述管材的成形过程,分析管材的成形原理,进而能够合理的选择工艺参数,有效的抑制或消除成形缺陷,提高管材的成形性能,所以本研究具有重要的理论意义与应用价值。本文采用试验与仿真相结合的方法,开展了超声
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“中空装配式凸轮轴液压胀接的连接机理及连接强度的研究（52065014）”； 广西自然科学基金资助项目“装配式凸轮轴液压成形连接的装配机理及装配性研究（2017GXNSFAA198133）”； 广西研究生教育创新计划项目,“工科研究生科技表达能力现状及对策研究（JGY2019074）”；
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超声振动管材液压成形技术是在管材液压成形技术的基础上结合超声振动进行的,具有成形载荷低,填充性和贴模性好,壁厚均匀,成形质量高等特点。目前,超声振动管材液压成形的规律尚不清楚,开展成形规律的研究可以有效的描述管材的成形过程,分析管材的成形原理,进而能够合理的选择工艺参数,有效的抑制或消除成形缺陷,提高管材的成形性能,所以本研究具有重要的理论意义与应用价值。本文采用试验与仿真相结合的方法,开展了超声辅助液压成形规律的研究。结合轴压胀形的原理、超声振动的特点、振动直接作用于管材的要求,设计开发了超声辅助液压成形装置,借助该装置搭建了试验系统;通过ABAQUS软件构建了仿真模型,对比试验结果检验了模型的精度;对比常规试验,研究了超声振动对T2紫铜管在不同振动施加时刻、管材长度、轴压速度、超声振幅下成形时液压力的波动幅度、最大轴压力、最大成形高度和最小壁厚以及对其位置的影响,分析了液压力波动幅度偏差量,最大轴压力偏差率、最大成形高度偏差量和壁厚的均匀性;借助仿真软件研究了超声频率对管材成形轮廓的影响;通过对TP2无缝内螺纹铜管进行试验,研究了超声振动对不同结构管材成形轮廓的影响。结果表明:（1）超声振动增大了液压力,在0.5 MPa以内,减小了轴压力,且具有时效性,增大了最大成形高度,在0.4 mm以内。增强了管材的成形性能,减小了管材的最小壁厚,降低了壁厚的均匀性;（2）最大成形高度和最小壁厚的位置由常规时靠近轴压（振动）施加端变为超声时远离轴压（振动）施加端;（3）振动施加时刻推迟时,液压力的增加量逐渐减小,成形性能逐渐增强,壁厚的均匀性先减弱后增强,后15 s施加振动时,壁厚最为均匀;（4）管材长度增加时,振动对液压力增加量的影响较小,对轴压力降低的效果逐渐减弱,成形性能先增强后减弱,管长31mm时最强,降低了壁厚的均匀性;（5）轴压速度增加时,增大了液压力,振动对液压力增加量的影响较小,对轴压力降低的效果先增强后减弱,速度2 mm·min-1时最好,成形性能先减弱后增强,轴压速度3 mm·min-1时最强,增强了壁厚的均匀性;（6）振幅增加时,液压力的增加量逐渐增大,轴压力的降低效果先增强后减弱,振幅22μm时最好,成形性能先增强后减弱,振幅20μm时最强,壁厚的均匀性先减弱后增强,振幅16μm时,壁厚最为均匀;（7）频率增加时,成形性能先增强后减弱,频率20 k Hz时最强;（8）管材的结构对最大成形高度的位置无影响。
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