第42卷第8期 Vol. 42No. 8
材料与成形性能
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
低频振动模式下紫铜压缩变形行为及尺寸效应
李盼，王新云，张茂，邓磊，金俊松，夏巨谌（华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074）
2017年8月 Aug-2017
摘要：通过改变低频报动加载条件，研究了振幅（0.01，0.05和0.1mm）、频率（10，20和30Hz）、进给速率（0.01，0.05 和0.1mm·s-1）和试样尺寸（@1，@2和@3mm）对T2紫铜室温压缩变形行为的影响。实验结果表明，振幅对紫铜压缩变形过程的影响最为显著，随着振幅增加，成形载荷呈现较大幅度的降低；不同尺寸试样的实验结果表明，低频报动加载模式下存在明显的尺寸效应，随着试样尺寸碱小，成形载荷降幅增大，品粒尺寸减小。分析认为，振动条件下的变形为动态加载变形，应力的叠加使得内应力提高，并导致所需成形载荷降低。大振幅和小尺寸条件下，实际应变速率更大，能够产生更强的应力叠加，造成成形载荷降幅较大
关键词：低频报动；压缩变形；T2紫铜：尺寸效应；应力叠加；晶粒细化 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 08. 027
中图分类号：TG311
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）08-0140-06
Compressiondeformationbehaviorandsizeeffectof copperunder
low-frequencyvibration
Li Pan, Wang Xinyun, Zhang Mao, Deng Lei, Jin Junsong, Xia Juchen
( State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mould Technology , Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, China)
Abstract: The influences of amplitude (0. 01, 0. 05 and 0. 1 mm), frequency (10, 20 and 30 Hz), feeding rate (0.01, 0. 05 and 0. 1 mm · s-') and specimen size (@1 , @2 and @3 mm) on the room temperature compression deformation behavior of copper T2 were experimentally investigated by changing low frequency vibration loading. The results reveal that the vibration amplitude plays the most significant role in the compression deformation of copper, and the forming load is effectively reduced with the increase of vibration ampli-tude. It also shows strong evidence of size effects during low frequency vibration loading by experiment of diferent specimen sizes. The smaller the sample size is, the greater the forming load reduces and the smaller the grain size is. It is concluded that the deformation under vibration condition is dynamic loading, and the superposition of stress leads to the increase of internal stress and the reduction of required forming load. Under the condition of large amplitude or small size, the actual strain rate becomes greater, which enhances the superposi-tion of stress and reduces forming load greatly-
Key words : vibration with low frequency ; compression deformation; copper T2; size effect; superposition of stress; grain refinement
近年来，随着微成形零件复杂程度的不断提高，材料介观尺度非均匀性、充填流动性能差以及接触摩擦力大等问题对微成形工艺的限制愈加明显）。新型复合成形工艺如振动辅助成形[2-3，因能改善
收稿日期：20170307；修订日期：20170512
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51175202）；湖北省科技支撑计划项目（2015BA.A019）；深圳市基础研究计划项目(201605313001169)
作者简介：李盼（1993-），女，硕士研究生 E-mail : lipanlp@ hust. edu. cr
磊（1982-），男，博士，讲师
通讯作者：邓
E-mail: denglei@ hust. edu en 万方数据
材料成形性能而受到广泛关注。振动对塑性变形影响的研究可追溯到1955年，奥地利的BlahaF和 LangeneckerB将超声波施加到单晶锌试样静态拉伸过程后，发现了材料届服应力和流动应力降低的现象"}。近些年，LiuY等通过超声波锻锻实验，观察超声波辅助压缩后金属的内部显微组织，证明了超声具有细化晶粒的作用[3]。HungJC等研究了超声波辅助微锻成形中试样及晶粒尺寸效应，发现流动应力减小的程度随着试样尺寸的减小更加明显，且试样尺寸对流动应力减小的影响大于晶粒尺寸[6]
多数研究认为超声振动造成的载荷降低主要取决于振幅[7-9]，但在超声加载过程中，振幅的大小