發(fā)布時間：2021-01-14 03:27

　　顆粒增強復(fù)合材料隨著工業(yè)的發(fā)展得到了越來越多的關(guān)注,超聲振動切削作為一種精密加工技術(shù)也有了很成熟的發(fā)展,目前關(guān)于顆粒增強金屬基復(fù)合材料在超聲振動車削加工過程中產(chǎn)生的切削熱及其切削溫度分布的研究較少。因此,本研究借助大型有限元仿真軟件ABAQUS對顆粒增強復(fù)合材料的車削細(xì)觀模型進行了理論和仿真模擬,并進行了輔助測溫試驗研究。建立了顆粒增強復(fù)合材料振動切削車削溫度場理論模型,該模型可以近似求解出超聲振動切削顆粒增強復(fù)合材料的工件表面溫度場。該解析式基于切削溫度場基礎(chǔ)理論,利用熱源法,還要考慮超聲振動切削的脈沖分離切削特性計算出工件表面發(fā)熱強度,從而得出合適的熱流密度公式,根據(jù)建立的符合超聲振動車削的傳熱模型,得到了最終的顆粒增強復(fù)合材料振動切削車削溫度場模型。確定顆粒增強復(fù)合材料正交切削二維細(xì)觀有限元模型。該模型基于金屬基復(fù)合材料設(shè)計的基本原則和顆粒增強相的選擇標(biāo)準(zhǔn),確定了金屬基復(fù)合材料的各組成相比,并對其幾何和網(wǎng)格模型進行了合理簡化。顆粒分布方式基于隨機分布,以更好地體現(xiàn)SiCp/Al復(fù)合材料的實際顆粒分布情況,并選定了適合本研究的工件和刀具材料模型以及損傷失效模型等有限元參數(shù)�；谒�... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１切削三大熱源區(qū)【６７］??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｒｅｅ?ｍａｊｏｒ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｈｅａｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ａｒｅａｓ１７６＾??

?大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???（剪切酣熱／??＼＇?刀面熱源￣??／?ｘ＃??圖２．１切削三大熱源區(qū)【６７］??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｒｅｅ?ｍａｊｏｒ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｈｅａｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ａｒｅａｓ１７６＾??２．１．２傅立葉熱傳導(dǎo)定律和經(jīng)典導(dǎo)熱微分方程??由傅立葉定律可以得到導(dǎo)熱體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移了多少熱量。如圖２．２所示，一導(dǎo)??熱桿件兩端的溫度分別為７；和ｒ２?（７；?＞?ｒ２）（溫差Ａｒ?＝?７；?－?ｒ２?），截面ｉ－ｉ通過的熱流量為ｇ。??若截面的面積為則單位面積的熱流量為??＾?＝?ｑ?（２－１）??Ａ??式中，ｑ為熱流密度（Ｊ／〇ｘｎｖｓ））。??傅立葉證實了在固體的導(dǎo)熱過程中，熱流密度與溫度梯度成正比，用??公式表示為：??ｑ＝－Ａ＾?（２．２）??ａｘ??式中比例常數(shù)；Ｉ是材料導(dǎo)熱率（Ｗ／ｎｒＫ），物理意義是單位溫度梯度影響下物體內(nèi)產(chǎn)??生的熱流密度，通常看做常數(shù)，當(dāng)溫度梯度變化較大時，取其平均值。熱流方向若定義??為正值，負(fù)值代表溫度梯度方向與之相反。??絕熱?／??Ｑ?：！??ｎ?｜?Ｓｉ?ｎ??絕熱?／??圖２．２桿件導(dǎo)熱示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｈｅａｔ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｄ??１０??

第二章ＳｉＣｐ／Ａｌ復(fù)合材料超聲振動車削溫度場解析??將式（２．１）代入上式，即得傅立葉導(dǎo)熱定律：??Ｑ?＝?－ＡＡ—?（２．３）??ｄｘ??上式還可以推廣到多維導(dǎo)熱。??要想利用熱源法求解溫度場，還必須了解導(dǎo)熱微分方程：??＾?＝?＋?＾?＋?（２．４）??ｄｒ?ｌ＾Ｓｘ：２?ｄｙ＇?ｄｚ￣?ｙ??式中ｒ為溫度值，ｒ為時間，為座標(biāo)值，ａ為固體材料的熱擴散率。??了解了傅立葉變換，就可以用傅立葉變換法求解導(dǎo)熱微分方程，可解得點熱源在無??限大介質(zhì)中瞬時發(fā)出一定熱量后的任何時刻的溫度場［８（＞１。??２．１．３熱源法求解溫度場理論??熱源法是由傅立葉變換法求解導(dǎo)熱微分方程得出。正確使用熱源法建立固體導(dǎo)熱溫??度場模型的前提是確定熱源狀況。熱源的具體狀況要根據(jù)實際加工情況確定，各種溫度??場解析公式的確定都是由最基本的熱源狀況演變而來：瞬時靜止發(fā)熱的無限大介質(zhì)中的??點狀熱源，如圖２．３所示。??＂Ｙ??／???／?？?１??？?？?Ｉ??／?／?；??／?Ｍ（ｘ，ｙｔｚ）?／??ｒ?：??ｘ??圖２．３瞬時靜止發(fā)熱的點狀熱源??Ｆｉｇ．?２．３?Ｐｏｉｎｔ－ｌｉｋｅ?ｈｅａｔ?ｓｏｕｒｃｅ?ｗｉｔｈ?ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ?ｓｔａｔｉｃ??瞬時靜止發(fā)熱的無限大介質(zhì)中的點狀熱源的熱源狀況是將點狀熱源放置在坐標(biāo)原??點，其溫度場解析式如式２．５：??１１??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2976120