超声振动拉丝是一种在常规拉丝过程中叠加超声振动的新加工工艺,属于超声塑性加工。本文主要通过对超声拉丝进行有限元仿真分析,从机理上研究超声振动对拉丝过程的作用效果及影响,旨在分析有关超声拉丝的规律及结论,从而为实际生产打下理论基础。根据拉丝加工的实际生产需要确定了拉丝模结构尺寸,设计了超声拉丝用换能器,对其进行了模态分析,得到了所需振动模态及超声频率。在此基础上依据弹塑性理论及有限元分析原理,利用有限元分析软件ANSYS分别对超声拉丝及普通拉丝过程进行了模拟仿真。在对超声拉丝进行仿真过程中,通过合理简化,将超声频率振动的简谐波变为同频率、同相位、同振幅的三角波。并利用同步加载,多步求解的方法解决了仿真中对拉丝模难于施加超声频振动的问题,从而成功实现了超声拉丝过程的模拟仿真。文中对仿真结果进行了综合分析。通过对超声拉丝和普通拉丝结果的比较,重点分析了拉丝过程中的变形与应变、应力与拉拔力、接触面摩擦。结果表明,超声拉丝使变形更加均匀,更有利于发挥材料的塑性;在相同拉丝速度下,超声振动拉丝与普通拉丝相比,应力和拉拔力都有很大程度减小,可见超声波拉丝可以提高生产效率、减小功率损耗并降低成本;摩擦力也减小了,且在减径区比在定径区减小的多,说明超声振动有超声减摩的效应,这同时也是拉拔力得以降低的一个重要原因。本文研究成果及结论可以使超声拉丝理论更加完善,将推动超声拉丝技术在实际生产中的应用,促进拉丝工艺的技术革新,对提高企业的经济效益具有现实意义。