超声振动对TA2钛合金板材与其接触面摩擦系数的影响

发布时间：2021-09-28 15:53

　　基于平板滑动摩擦实验和超声振动辅助成形原理,设计超声振动平板滑动摩擦实验装置,以TA2钛合金板材为研究对象,45号钢为接触目标,分析了超声振幅、频率、接触面粗糙度及接触力等工艺参数对TA2/45号钢之间的摩擦力及摩擦系数的影响规律,得到了不同工艺参数条件下的摩擦系数以及摩擦力与滑动距离之间的变化关系。研究结果表明:施加超声振动可以降低TA2/45号钢之间的摩擦力及摩擦系数,相较于超声振幅,超声频率对摩擦系数的影响更大;同时,摩擦系数随着接触面粗糙度的减小而减小,加入一定润滑剂后效果更为显著;而在一定接触力范围内,接触力的大小对摩擦系数的影响较小。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

平板滑动摩擦实验原理

根据平板滑动摩擦实验原理和超声振动辅助成形原理，设计了一套超声振动平板滑动摩擦实验装置，如图2所示，该装置主要由板材、固定块、S型测力器、预紧螺栓、超声振动装置等组成。实验过程中，将超声振动板材滑动摩擦实验装置放置在WDW-T100拉伸机上，通过预紧螺栓对固定块施加法向压力，法向压力大小通过S型测力器测量得到。实验过程中通过超声振动装置和拉伸机对板材施加一定的拉力及超声振动。1.3 实验方案

实验是在粗糙度为1.6μm的固定块上进行，固定块之间的法向压力为2.0 k N，图3为不同超声振动参数条件下的摩擦力与滑动距离之间的关系，图4为超声振动条件下振动参数与摩擦系数之间的关系曲线。无超声振动条件下，在测试过程中，随着滑动距离S的变化，TA2钛合金/45号钢的摩擦力F出现一定波动，但波动频率较低、波动幅度不大。测量距离范围内的平均摩擦力为0.728 k N，对应的摩擦系数为0.182。施加超声振动后，在测试过程中，随着滑动距离的变化，TA2钛合金/45号钢的摩擦力出现快速波动，波动频率随着超声频率的增大而增加，波动幅度随着超声振动振幅的增大而增大。图4 超声振动参数与摩擦系数的关系曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进本构模型的超声辅助渐进成形仿真研究[J]. 陈晓晓,徐长续,成梓楠,李燕乐,李方义,李剑峰.  锻压技术. 2019(06)
[2]板料成形摩擦特性的实验研究与有限元分析[J]. 张柱银,王鹏,夏建生,许宁.  塑性工程学报. 2018(02)
[3]板料冲压成形摩擦研究现状及发展趋势[J]. 李贵,龙小裕,杨朋,梁中凯,陈志平.  锻压技术. 2018(04)
[4]基于变摩擦系数的铝合金覆盖件冲压成形模拟[J]. 郭怡晖,万鑫铭,赵岩,范体强,李阳,赵清江.  塑性工程学报. 2015(05)
[5]振动场作用下金属塑性成形机理的研究和应用进展[J]. 吴晓,李建军,郑志镇,陈学东.  塑性工程学报. 2015(04)
[6]高强度超声波辅助塑性加工成形研究进展[J]. 刘艳雄,华林.  塑性工程学报. 2015(04)
[7]基于超声振动的纯钛TA1板材的成形性能[J]. 杨枫,申昱,曹常印,于沪平,董湘怀,胡俊.  塑性工程学报. 2014(04)
[8]超声振动减摩性能的实验研究及理论分析[J]. 吴博达,常颖,杨志刚,田丰君.  中国机械工程. 2004(09)
[9]超声振动对摩擦力的影响[J]. 黄明军,周铁英,巫庆华.  声学学报. 2000(02)



本文编号：3412213