超声振动系统的研究现状及其在塑性成形领域的应用进展

摘要

超声辅助塑性成形技术具有降低成形载荷、改善接触状态并提高成形件质量等特点,是一种新兴的特种能场辅助塑性成形技术。在超声辅助塑性成形技术中,超声振动系统及其谐振设计理论和方法对成形件的质量有重要影响。本文综述了超声振动系统的谐振设计理论和方法及其应用研究现状,单激励一维、单激励多维、多激励一维和多激励多维等超声振动方式的超声振动系统研制现状,以及现有的超声辅助拉拔、超声辅助拉深、超声辅助挤压和超声辅助轧制等超声辅助塑性成形技术的原理和特点。指出了大负载工况、复杂结构和多维度等超声振动系统存在的系统稳定性差和极限工作状态预测精度低等问题,以及现有超声辅助塑性成形技术由于超声布置方式不合理、功率不足导致的超声能量损耗大、作用效果不明显等问题。最后,从人工智能等先进设计分析手段的应用、大功率超声振动系统的研制以及多激励耦合超声辅助塑性成形新技术的开发等方面展望了超声辅助塑性成形技术的发展方向。