Ultrasonic dynamic impact effect on deformation of aluminum during micro-compression tests

Hu, Jun; Shimizu, Tetsuhide; Yoshino, Tomoaki; Shiratori, Tomomi; Yang, Ming

doi:10.1016/j.jmatprotec.2018.03.021

Cited by 47 publications

(14 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Along with continuously extending the scale limits of micromanufacturing, the conventional microforming processes, where the in situ control of plastic flow only relies on the imposed load from dies, cannot meet the critical challenges in terms of the size effects and micro‐deforming high‐strength materials. In order to solve these problems, some new microforming techniques assisted by external fields or beams with high energies, such as ultrasonic vibration (UV), [ 136,137 ] current pulse, [ 138–141 ] and laser pulse, [ 142,143 ] have been developed to improve the formability and the product dimensional accuracy.…”

Section: Microforming Processes Of 3d Microstructuresmentioning

confidence: 99%

A Review on Micro/Nanoforming to Fabricate 3D Metallic Structures

Wang

et al. 2020

Advanced Materials

View full text Add to dashboard Cite

With the rapid development of micro‐electromechanical systems (MEMS), micro/nanoscale fabrication of 3D metallic structures with complex structures and multifunctions is becoming more and more important due to the recent trend of product miniaturization. As a promising micromanufacturing approach based on plastic deformation, micro/nanoforming shows the attractive advantages of high productivity, low cost, near‐net‐shape, and excellent mechanical properties, compared with other non‐silicon‐based micromanufacturing technologies. However, micro/nanoforming is far less established due to the so‐called size effects in terms of materials models, process laws, tooling design, etc. The understanding of basic issues on micro/nanoforming is not yet mature, and it is currently a topic of rigorous investigation. Here, a systematic review on the micro/nanoforming processes of 3D structures with multifunctional properties is presented, wherein also a critical examination of the interplay between relevant length scales and size effects affecting the structural integrity of micro/mesoscale metallic systems is also provided. Finally, the challenges of micro/nanoscale fabrication are proposed, including the development trends of new micro/nanoforming processes, multiple field coupling effects, and theoretical modeling at the trans‐scale.

show abstract

Section: Microforming Processes Of 3d Microstructuresmentioning

confidence: 99%

A Review on Micro/Nanoforming to Fabricate 3D Metallic Structures

Wang

et al. 2020

Advanced Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Restoration of hollow cylindrical parts by plastic deformation without heating is usually used at high plasticity of the material [5].…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Improving the technology of part machining by surface plastic deformation

Dudnikov¹,

Dudnikov²,

Kelemesh³

et al. 2019

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

Метою роботи є дослідження технологічного процесу зміцнення пустотілих циліндричних деталей автотракторних двигунів з використанням поверхневого пластичного деформування. Попередньо проведені експериментальні дослідження на моделях у широкому діапазоні зміни різних факторів. Одержані дані перераховувались з моделі на конкретні деталі-поршневі пальці та втулки верхніх головок шатунів автотракторних двигунів. Дослідження використовували при визначенні: зусиль, напружень, формозміни, властивостей та структури матеріалу деталей. При проведенні досліджень дотримувався закон подібності, відповідно до якого моделі-зразки та деталі були геометрично подібними та фізично однакові. Експериментально встановлені раціональна форма обробного інструменту-конусна, а також його оптимальні розміри: кут нахилу 10°30′, величина калібруючого пояска 6-7 мм, що забезпечують величину зміцнення та якість поверхні оброблюваного матеріалу. Експериментально встановлено вплив кута нахилу обробного інструменту на величину налипання металу на його робочу поверхню. Встановлена залежність кількості налипання металу від його твердості та модуля пружності. Визначено вплив висоти калібруючої частини обробного інструменту на шорсткість оброблюваної поверхні деталі. На основі одержаних лабораторних даних отримана емпірична залежність припуску на обробку із залишковою деформацією по зовнішньому діаметру поршневого пальця. Виявлено, що найбільш небезпечними є тангенційні напруження по зовнішній поверхні поршневих пальців, визначення яких проводили в процесі деформування методом тензометрування. Експериментально встановлено значення припуску за один прохід робочого інструменту при вібраційному деформуванні поршневих пальців, що забезпечує зменшення розтягуючих залишкових напружень. Проведеними дослідженнями статичної міцності поршневих пальців встановлено, що величина зносу залежить від наступних основних факторів: методу обробки, матеріалу та часу роботи. Дослідженням вагового зносу поршневих пальців та втулок верхніх головок шатунів встановлено, що при вібраційному деформуванні величина зносу менша у порівнянні зі звичайною роздачею. Величина зносу поршневих пальців, що відновлені вібраційним методом, в 1,13 рази менше в порівнянні з відновленими звичайною роздачею Ключові слова: пластичне деформування, моделювання процесу, вібраційна обробка, залишкові напруження, шорсткість поверхні, зміцнення

show abstract

“…Therefore, a low cost technique for the fabrication of stainless steel micro-structures with uncompromised high accuracy is greatly needed. Ultrasonic impact peening (UIP) is a widely used technique of cold surface treatment for increasing fatigue life and/or decreasing residual stress of welded metallic parts [25][26][27][28]. Based on the effect of high frequency oscillation impacts of treated part surface by high energetic needles, harmful tensile residual stresses in the top layer of treated surface are relieved.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Manufacturing of high-precision surface micro-structures on stainless steel by ultrasonic impact peening

Zhao

et al. 2021

Int J Adv Manuf Technol

View full text Add to dashboard Cite

Ultrasonic impact peening (UIP) is not only a mature technique of surface treatment, but also a promising method of surface texturing for promoting performance and functionalities of components and devices. In the present work, we demonstrate the feasibility of applying UIP in the manufacturing of high precision surface micro-structures on 316L stainless steel using a YG6 cemented carbide tool. Specifically, analytical investigation of the material deformation map under UIP is carried out, which is validated by corresponding finite element simulations based on a combined nonlinear isotropic/kinematic hardening model, as well as experiments performed on home-made UIP apparatus. Finally, surface micro-structures of aligned grooves with a depth of 2 μm and a periodicity of 240 μm are fabricated by using UIP, and are subsequently subjected to linear reciprocating ball-disk sliding tests. Corresponding experimental results show that the micro-structures fabricated by UIP possess comparable accuracy of groove morphology and frictional properties with that fabricated by using ultrasonic elliptical vibration cutting using a single crystal diamond tool. The present work sheds lights on the low-cost fabrication of high precision surface micro-structures on ferrous metals by mature UIP technique.

show abstract

Ultrasonic dynamic impact effect on deformation of aluminum during micro-compression tests

Cited by 47 publications

References 22 publications

A Review on Micro/Nanoforming to Fabricate 3D Metallic Structures

A Review on Micro/Nanoforming to Fabricate 3D Metallic Structures

Improving the technology of part machining by surface plastic deformation

Manufacturing of high-precision surface micro-structures on stainless steel by ultrasonic impact peening

Contact Info

Product

Resources

About