SiCp/Al復合材料具有高比強度、尺寸穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、導熱導電性能良好、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)良的材料性能,在航空航天等國防工業(yè)領(lǐng)域以及汽車電子等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中具有重要的應用價值。與此同時,SiCp/Al復合材料是一種難加工材料,主要表現(xiàn)在刀具磨損嚴重、加工中容易產(chǎn)生積屑瘤、已加工表面上缺陷較多等方面,這些因素阻礙了其更廣泛的應用。因此,有必要對SiCp/Al復合材料加工技術(shù)進行深入的研究。本文以有限元仿真技術(shù)為主要研究手段,結(jié)合實驗方法,對SiCp/Al復合材料切削過程進行研究,以求對SiCp/Al復合材料加工工藝的制定、切削參數(shù)的優(yōu)化等提供借鑒和參考。首先,建立了SiCp/Al復合材料二維正交切削仿真模型。分別構(gòu)建了基體、顆粒、界面層三相材料本構(gòu)模型,并模擬了顆粒在基體中的隨機分布。其中,針對顆粒在基體中分布狀況,提出了一種二維區(qū)域顆粒隨機分布算法,并編寫相應的Python腳本對ABAQUS進行了二次開發(fā),模擬了不同尺寸、不同體積分數(shù)的顆粒在基體中的隨機分布;通過自定義子程序建立內(nèi)聚力模型描述了界面層的本構(gòu)關(guān)系。其次,分析了SiC增強顆粒的切削狀態(tài)。通過仿真模擬了顆粒相對于... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 SiCp/Al復合材料材料性能與微觀形貌
        1.2.2 SiCp/Al復合材料切削加工機理研究
        1.2.3 SiCp/Al復合材料切削仿真技術(shù)研究
        1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 SiCp/Al復合材料切削仿真建模
    2.1 引言
    2.2 SiCp/Al復合材料本構(gòu)模型的建立
        2.2.1 基體本構(gòu)模型的構(gòu)建
        2.2.2 顆粒本構(gòu)模型的構(gòu)建
        2.2.3 界面內(nèi)聚力模型的構(gòu)建
        2.2.4 SiCp/Al復合材料本構(gòu)模型的構(gòu)建
    2.3 基于有限元切削仿真的切屑形成研究
        2.3.1 網(wǎng)格劃分及邊界設(shè)定
        2.3.2 切屑分離準則的選擇
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單Si C顆粒切削仿真研究
    3.1 引言
    3.2 Si C顆粒切削仿真
        3.2.1 顆粒位于切削路徑上
        3.2.2 顆粒位于切削路徑上方
        3.2.3 顆粒位于切削路徑下方
    3.3 界面層對Si C顆粒切削的影響仿真分析
        3.3.1 界面層對Si C顆粒切削的影響
        3.3.2 界面性質(zhì)對SiC顆粒強化性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 SiCp/Al復合材料切削過程仿真及實驗驗證
    4.1 引言
    4.2 SiCp/Al復合材料單因素切削仿真分析
        4.2.1 單因素有限元分析方案設(shè)計
        4.2.2 顆粒分布因素
        4.2.3 顆粒粒徑因素
        4.2.4 顆粒體積分數(shù)因素
        4.2.5 切削參數(shù)因素
        4.2.6 切屑及切削表面缺陷形成機制分析
        4.2.7 SiCp/Al復合材料仿真切削力分析
    4.3 SiCp/Al復合材料切削驗證實驗
        4.3.1 單因素直角車削實驗設(shè)計
        4.3.2 實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
        4.3.3 仿真切削力與實驗切削力對比分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]SiC顆粒增強Al基復合材料的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 李敏,王愛琴,謝敬佩,孫亞麗,張衡.  粉末冶金工業(yè). 2015(03)
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博士論文
[1]Johnson-Cook本構(gòu)模型和Steinberg本構(gòu)模型的比較研究[D]. 彭建祥.中國工程物理研究院 2006



本文編號：3708430