鎳基高溫合金GH4169的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方γ’’和面心立方γ’,因此具有高屈服強(qiáng)度、高耐腐蝕性以及優(yōu)良的高溫抗氧化性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。GH4169的合金成分主要包含TiC、NbC、MoC以及SiO₂等相間硬質(zhì)點(diǎn),由于這些硬質(zhì)點(diǎn)具有極高的硬度,導(dǎo)致切削過程中切削變形復(fù)雜、切削溫度高、切削力大且波動大、刀具磨損嚴(yán)重以及產(chǎn)生殘余應(yīng)力等,進(jìn)而導(dǎo)致表面質(zhì)量不易保證。由于GH4169材料中的脆性相等硬質(zhì)顆粒的材料屬性和失效準(zhǔn)則與基體材料存在差異,并且顆粒的大小,形狀及其分布都是隨機(jī)的,所以傳統(tǒng)的單一尺度金屬切削仿真模型已經(jīng)不再適用于GH4169的研究。因此,本文進(jìn)行基于多尺度仿真的高速切削GH4169的切削機(jī)理研究。通過在切削模型里加入含有cohesive單元的脆性相顆粒來建立GH4169的多尺度有限元模型,從切屑形態(tài)和切削力兩個方面驗(yàn)證多尺度有限元模型的準(zhǔn)確性;與不加脆性相的有限元切削仿真模型相比,加入脆性相顆粒后切屑形態(tài)、切削力大小與波動等均與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加接近。利用所建的多尺度模型進(jìn)一步研究脆性相對鋸齒形切屑形態(tài)的影響規(guī)律,以及脆性相對基體晶粒位錯滑移... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

GH4169的應(yīng)用領(lǐng)域

造成切削層表面產(chǎn)生微裂紋，微裂estawi 等認(rèn)為鋸齒形切屑的形成不僅釋裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，表面能與應(yīng)變[12]。不斷發(fā)展，數(shù)值仿真技術(shù)在切削加脆性斷裂準(zhǔn)則作為邊界條件，研究切屑中出現(xiàn)裂紋的一個重要原因[13]程進(jìn)行模擬研究，發(fā)現(xiàn)鋸齒狀切屑是唐志濤建立了熱－彈塑性方程，該本推導(dǎo)出的，成功預(yù)測了切削鋁合金通大學(xué)的陳明通過有限元方法創(chuàng)建了切削速度與進(jìn)給量，還加入了切銑削鈦合金 Ti-6Al-4V 進(jìn)行仿真分析狀態(tài)產(chǎn)生突變引起裂紋出現(xiàn)，隨后，變造成連續(xù)屑變?yōu)殇忼X屑,其物理模

圖 1.3 硬質(zhì)合金刀具磨損形態(tài)[21]近年來，許多研究者采用有限元技術(shù)對刀具磨損進(jìn)行了研究。Yan 等采用有建立了可以模擬粘結(jié)磨損與擴(kuò)散磨損的磨損率模型，并通過增大傳熱系數(shù)的了刀具表面輪廓的光滑處理的問題[22]。Attanasio 等基于改進(jìn)的 Takeyama&M，使用 Deform 3D 軟件模擬了刀具的整個磨損過程[23]。根據(jù) Usui 的粘結(jié)磨論，Yen 等使用有限元軟件建立了切削模型并成功預(yù)測了正交切削時刀具前的磨損[24]。L.J.Xie 等通過二次編程推算出刀具磨損量，研究了刀具的輪廓，并預(yù)測前刀面的氧化磨損[25]。M. Binder 等基于 Usui 磨損率方程，利用法建立了刀具磨損模型并將有限元模擬得到的局部熱、機(jī)械載荷轉(zhuǎn)化為局部6]。Zhang 等通過用 AdvantEdge 模擬了鉆削過程，發(fā)現(xiàn)刀具磨損出現(xiàn)在鉆頭的位置，刀具的溫度急劇升高是刀具磨損的主要原因之一[27]。許多學(xué)者對刀具磨損進(jìn)行了預(yù)測研究。Yen 等使用 Deform 2D 建立了I1045 鋼時硬質(zhì)合金刀具的磨損模型，指出： Usui 模型可以相對準(zhǔn)確的預(yù)測，不過忽略了材料回彈對后面磨損的影響，導(dǎo)致后刀面磨損 VB 較試驗(yàn)值要低

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同熱處理的熱連軋GH4169合金組織及抗蠕變性能研究[J]. 孔永華,劉瑞毅,王飛,陳國勝,謝黎雄,朱世根.  稀有金屬材料與工程. 2013(04)
[2]粉末冶金鈹鋁合金相界面微觀應(yīng)力場的有限元分析[J]. 馮婷,馬玲,焦旗,趙雙群.  兵器材料科學(xué)與工程. 2010(04)
[3]ABAQUS自動化建模技術(shù)在纖維復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用[J]. 任軍強(qiáng),李旭東,周蘭,王國梁.  甘肅科技. 2010(13)
[4]基于Python-Abaqus復(fù)合材料代表性體積元的數(shù)值模型[J]. 章繼峰,王振清,周健生,張博明.  宇航材料工藝. 2009(03)
[5]切削加工表面殘余應(yīng)力研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 劉海濤,盧澤生,孫雅洲.  航空精密制造技術(shù). 2008(01)
[6]金屬切削加工熱彈塑性大變形有限元理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 唐志濤,劉戰(zhàn)強(qiáng),艾興,付秀麗.  中國機(jī)械工程. 2007(06)
[7]強(qiáng)化冷卻下正交切削Ti6Al4V合金的有限元分析[J]. 趙威,何寧,李亮.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(07)
[8]高速銑削合金鑄鐵時鋸齒狀切屑形成的有限元模擬[J]. 阮景奎,柯映林,楊勇.  工具技術(shù). 2006(04)
[9]含圓形夾雜兩相材料界面變形與損傷特性的數(shù)值模擬[J]. 牛鑫瑞,余壽文,馮西橋.  機(jī)械強(qiáng)度. 2005(05)
[10]具有大量橢圓顆粒/孔洞隨機(jī)分布區(qū)域的計(jì)算機(jī)模擬及其改進(jìn)三角形自動網(wǎng)格生成算法[J]. 李友云,崔俊芝.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)

碩士論文
[1]鈦合金車削已加工表面殘余應(yīng)力建模與試驗(yàn)研究[D]. 馬艷.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[2]碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變場的有限元數(shù)值模擬研究[D]. 焦琨.蘭州理工大學(xué) 2010
[3]切削加工熱力耦合建模及其試驗(yàn)研究[D]. 張東進(jìn).上海交通大學(xué) 2008



本文編號：2945571