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| 編輯推薦： |
超声拉丝技术属于特种加工技术的一种，相关技术较先进，在某些领域的应用独具优势，备受相关技术人员的青睐。但相关技术的图书很少，本书基于此开发的。本书具有以下两大特色：
（1）本书凝练了作者在超声波拉丝领域10多年的研究经验与成果，内容涉及超声波换能器及换能器阵列的设计理论、金属线材塑性成形机理、钛及钛合金丝等难拉拔材料的超声波拉丝技术、异形丝材的超声波拉丝技术等较先进的技术，且目前正在进行成果产业转化，先进性与实用性并存，是目前市场上鲜有的著作。
（2）本书的结构体系完整，由浅入深逐步阐述超声波拉丝技术的理论与应用，引导读者逐步深入地理解与掌握相关技术。
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| 內容簡介： |
本书主要围绕振动模态复合式超声波拉丝技术展开，内容涵盖超声波拉丝技术基础知识、超声换能器设计理论与超声波作用下金属塑性流动机理、纵振模态的超声波拉丝、正交模态复合式超声波拉丝、纵扭模态复合式超声波拉丝、多振子聚焦模态复合式超声波拉丝、双模具超声振动拉拔系统的理论与实验研究等。本书理论新颖，内容全面，对推动难拉拔材料的拉拔问题的研究具有指导意义。
本书适合从事材料加工的工程技术人员、研究人员等参考使用，也可作为高等院校材料加工、机械制造等相关专业师生的参考书。
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| 目錄：
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第1 章 绪论001
1.1 超声波拉丝概述002
1.1.1 超声波拉丝工艺的工作原理003
1.1.2 超声波拉丝的特点003
1.1.3 超声波拉丝系统的组成004
1.1.4 超声波拉丝技术的应用005
1.2 超声波振动拉拔技术的国外研究现状005
1.2.1 超声波拉丝机理与系统设计方法研究现状006
1.2.2 超声波拉丝仿真研究现状009
1.2.3 超声波拉丝实验研究现状013
1.3 超声波振动拉拔技术的国内研究现状017
1.4 当前超声波拉丝研究的主要方向和未来发展趋势023
1.4.1 超声波拉丝研究的主要方向023
1.4.2 超声波拉丝的未来发展趋势024
参考文献025
第2 章 超声换能器设计理论与超声波作用下金属塑性流动机理033
2.1 超声换能器的基础设计理论034
2.1.1 换能材料的选择034
2.1.2 1/4 波长换能器的前后端盖的设计原则035
2.1.3 1/4 波长换能器振子的设计036
2.1.4 1/4 波长变幅杆的设计037
2.2 常用截面细杆的振动方程和应力分布函数038
2.3 金属在变形区内的流动特点分析040
2.4 超声波拉丝效应数学建模043
2.4.1 常规拉丝时塑性变形微元体力学分析043
2.4.2 非局部非线性摩擦模型045
2.4.3 微分方程的求解046
2.4.4 金属塑性流动速度场及功率平衡分析048
2.4.5 超声波作用下拉丝效应的数学模型051
2.5 数值计算与结果分析052
2.6 本章小结056
参考文献056
第3 章 纵振模态的超声波拉丝059
3.1 纵向超声振动系统设计060
3.1.1 振动系统压电材料的选择060
3.1.2 常用截面细杆的振动方程和应力分布函数061
3.1.3 换能器设计063
3.1.4 变幅杆设计065
3.1.5 模态分析066
3.1.6 谐响应分析067
3.1.7 瞬态分析068
3.2 换能器的电学匹配与性能测试068
3.2.1 阻抗分析仪分析结果069
3.2.2 激光测振仪分析结果070
3.3 纵向超声振动拉丝实验条件071
3.4 纵向超声振动拉丝实验与结果分析072
3.4.1 施加超声振动对拉拔力的影响072
3.4.2 超声振幅对拉拔力的影响073
3.4.3 拉拔速度对拉拔力的影响076
3.5 本章小结082
参考文献083
第4 章 正交模态复合式超声波拉丝085
4.1 正交模态复合式超声振动系统的设计086
4.1.1 正交模态复合式超声振动系统的换能器设计086
4.1.2 正交模态复合式超声振动系统的变幅杆设计091
4.1.3 仿真分析092
4.2 正交模态复合式超声振动系统的振动性能测试095
4.2.1 激光测振仪测试095
4.2.2 阻抗分析095
4.2.3 不同变化规律097
4.3 正交模态复合式超声振动拉丝的仿真研究097
4.3.1 压应力分析098
4.3.2 摩擦应力分析099
4.4 正交模态复合式超声振动拉拔铜丝实验105
4.4.1 实验条件105
4.4.2 正交模态复合式超声振动拉拔铜丝实验结果及分析105
4.5 正交模态复合式超声振动拉拔不锈钢丝实验109
4.5.1 小功率振子正交复合式超声波拉拔不锈钢丝实验109
4.5.2 大功率振子正交复合式超声波拉拔不锈钢丝实验110
4.6 正交复合式超声振动拉拔钛丝实验结果及分析111
4.7 本章小结115
参考文献116
第5 章 纵扭模态复合式超声振动拉丝119
5.1 纵扭模态复合式超声振动系统设计120
5.1.1 任意截面细杆的四端网络法120
5.1.2 纵向振动夹心式换能器与变幅杆的设计以及等效面积法122
5.1.3 纵扭复合式振动振子的设计与分析126
5.1.4 斜槽参数变化对振子振动状态的影响分析127
5.1.5 纵扭模态复合式超声振动振子的动力学仿真分析133
5.2 纵扭模态复合式超声波拉丝的仿真和机理分析137
5.2.1 纵向拉拔应力137
5.2.2 减径区接触应力和摩擦应力139
5.2.3 定径区接触应力和摩擦应力142
5.2.4 钛及钛合金丝的纵扭复合式超声振动拉拔机理分析145
5.3 纵扭模态复合式超声波拉拔钛丝实验分析151
5.3.1 纵扭模态复合式超声振子的电学匹配152
5.3.2 纵扭模态复合式振动对拉拔过程的影响154
5.3.3 截面减缩率对拉拔过程的影响157
5.4 本章小结158
参考文献159
第6 章 多振子聚焦模态复合式超声波拉丝161
6.1 双振子空间交错式超声振动系统162
6.1.1 双振子空间交错式超声振动系统的结构及原理162
6.1.2 双振子空间交错式超声振动系统参数选用163
6.1.3 双振子空间交错式系统的纵振模态及响应分析166
6.1.4 双振子空间交错系统参数对其振动的影响170
6.1.5 双振子空间交错式系统的弯振分析171
6.2 三振子聚焦式超声振动系统173
6.2.1 三振子聚焦式超声振动系统的结构及原理174
6.2.2 三振子聚焦式功率叠加振动拔丝系统设计174
6.2.3 三振子聚焦式拔丝系统研究与结构设计175
6.2.4 三振子聚焦式振动系统的模型建立及分析179
6.3 超声振动系统的钛丝拉拔实验研究187
6.3.1 拔丝系统的振动测试及阻抗匹配187
6.3.2 钛丝拉拔系统的安装及拉拔过程测试192
6.3.3 不同拉拔条件钛丝表面质量196
6.4 本章小结198
参考文献199
第7 章 双模具超声振动拉拔系统的理论与实验研究201
7.1 双模具超声振动拉拔工作模式分析202
7.1.1 双模具超声振动拉拔工作原理202
7.1.2 超声振动拉拔有限元模型建立204
7.2 超声振动作用对钛丝拉拔力的影响207
7.2.1 双模具同向振动对钛丝所受拉拔力的影响207
7.2.2 双模具反向振动时钛丝所受拉拔力的影响210
7.2.3 不同拉拔速度下超声振动对拉拔力的影响213
7.2.4 超声波振幅对钛丝拉拔力的影响215
7.3 超声振子性能测试216
7.3.1 超声振子的实验模型216
7.3.2 纵向超声振子的阻抗测试216
7.3.3 超声振子的振型测试218
7.3.4 纵向超声振子的振幅输出特性测试219
7.4 双模具超声波拉丝实验223
7.4.1 超声波振动拉拔平台的搭建223
7.4.2 不同拉拔速度下超声波振动拉拔实验225
7.4.3 不同振幅下超声波振动拉拔实验226
7.4.4 拉拔后纯钛丝表面质量检测227
7.5 本章小结231
参考文献232
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| 內容試閱：
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随着科学技术的飞速发展，拉丝技术在不断地创新提高，而目前常规拉丝存在许多问题，严重阻碍了拉丝工艺的发展。为促进经济效益的提高和工艺技术的创新，引入超声振动的拉丝工艺。超声波拉丝(ultrasonic wire drawing)是超声塑性加工的一种，是指在金属丝材的拉拔过程中引入超声振动，使金属丝在超声波的作用下发生拉拔变形，实现截面缩减的工艺过程。实验表明超声波拉丝可以提高加工效率，并能消除拉拔中的断裂现象，有效地解决难拉拔材料的拉拔问题。
哈尔滨工业大学是国内研究超声波拉丝技术的单位之一，笔者所在的课题组在超声波拉丝领域取得了一系列的研究成果，本书正是笔者对部分研究成果的梳理与总结。全书共分7章。
第1章绪论，叙述了超声波拉丝工艺的工作原理、超声波拉丝的特点、系统组成以及技术应用，介绍了国内外超声振动拉拔技术的研究和应用现状，分析了该技术目前的研究方向和未来的发展趋势。第2章介绍了超声换能器的基础设计理论，给出了常用截面细杆的振动方程和应力分布函数，并针对纵向超声波拉丝效应进行了数学建模与分析。第3章介绍了纵向超声振动系统设计，并使用阻抗分析仪和激光测振仪对纵振模态下的换能器的电学匹配与性能进行了测试，搭建实验平台开展了纵向超声振动拉丝实验，根据实验结果分析了施加超声振动、超声波振幅的大小、拉拔速度对拉拔力的影响。第4章介绍了正交模态复合式超声振动系统设计，并使用阻抗分析仪对正交模态复合下的换能器的电学匹配与性能进行了测试，搭建实验平台开展了正交模态复合式超声振动拉拔铜丝实验、小功率和大功率超声振子正交复合式超声振动拉拔不锈钢丝实验、正交复合式超声振动拉拔钛丝实验，根据实验结果对比了常规拉拔、横向拉拔、纵向拉拔、正交复合式拉拔的作用效果，得出了采用正交复合式超声振动拉拔效果较好，且可以实现难拉拔材料纯钛丝的直接拉拔的结论。第5章介绍了纵扭模态复合式超声振动系统设计，并对纵扭模态复合式超声波拉丝进行了仿真和机理分析，进行了纵扭模态复合式超声振动拉拔钛丝实验。第6章提出了多振子聚焦模态复合式超声波拉丝的构型设计思想，研制了双振子空间交错式超声振动系统以及三振子聚焦式超声振动系统，并进行了钛丝拉拔实验研究。第7章分析了双模具超声振动拉拔工作模式，分析了不同超声振动参数和拉拔速度下，超声振动对钛丝拉拔力、拉拔应力及模具与丝材接触区域的接触应力的影响规律。
本书由单小彪等著，同时吸收了所在课题组及其他研究人员(齐海群、刘申、吴振军、修晓、袁江波、杨崇秋、曹恒强、石永军、张宏、郭凯、杨远才)的研究成果，本书在撰写过程中也得到了他们的大力支持和帮助，在此向他们表示由衷的感谢，向给予我们帮助的专家、学者和同行们表示感谢。可以说，本书的研究成果是笔者所在课题组集体创造和智慧的结晶。
需要特别指出的是，本书涉及的研究成果大部分得益于笔者所承担的国家自然科学基金(编号:51575130)、中国博士后科学基金(编号:20090460904)、黑龙江省博士后科学基金(编号:LBH-Z09156)和黑龙江省博士后科研启动基金(编号:LBH-Q12092)等的大力支持，在此特别向国家自然科学基金委、中国博士后科学基金委、黑龙江省博士后科学基金委、黑龙江省博士后科研启动基金委表示诚挚的感谢。
由于笔者知识水平有限，加之本著作所研究的超声波拉丝技术还有很多处于实验室研究阶段，书中难免存在不足和疏漏之处，恳请广大读者批评、指正。
著 者
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