作為航空輕合金的典型材料,航空鋁合金7050-T7451具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高低溫耐腐蝕和抗疲勞特性,能夠滿(mǎn)足航空航天裝備輕量化要求,被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造領(lǐng)域。由于加工過(guò)程中去除量大、切削用時(shí)長(zhǎng),多采用高速切削技術(shù)。高速切削加工過(guò)程中變形區(qū)內(nèi)材料局部高應(yīng)變率、高溫作用下使塑性材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能會(huì)呈現(xiàn)脆性材料特征,發(fā)生塑脆轉(zhuǎn)化而形成鋸齒形切屑。目前用于表征高速切削損傷模型未能考慮材料高應(yīng)變率下切屑形成的塑脆轉(zhuǎn)效應(yīng),因此建立考慮塑脆轉(zhuǎn)化特征損傷模型對(duì)高速切削切屑進(jìn)行表征,是實(shí)現(xiàn)切屑形成主動(dòng)控制的重要理論基礎(chǔ)和前提。首先,針對(duì)高應(yīng)變率下材料斷裂失效過(guò)程進(jìn)行研究,綜合考慮板材在預(yù)拉伸軋制等成型過(guò)程中產(chǎn)生的織構(gòu)化差異進(jìn)行試樣預(yù)制,借助霍普金森拉桿、掃描電鏡（SEM）、超景深顯微鏡、金相顯微鏡以及電子背散射衍射對(duì)其動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和斷裂特征進(jìn)行分析,表征其高應(yīng)變率加載下動(dòng)態(tài)力學(xué)和斷裂特征的差異化原因,揭示塑脆轉(zhuǎn)化的臨界條件。其次,借助有限元進(jìn)行不同缺口半徑的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)?zāi)M,同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)(0.001-0.1s^-1)、動(dòng)態(tài)(1000s^-1

【文章來(lái)源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

航空航天中輕合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)用

5(e) 無(wú)剪切帶的鋸齒形切屑 (b) 有剪切帶的鋸齒形切屑圖1.2 切屑形態(tài)分類(lèi)高速切削加工中材料失效行為十分復(fù)雜，在一定應(yīng)變率范圍內(nèi)材料強(qiáng)度、彈塑性力學(xué)性能會(huì)發(fā)生明顯變化。高應(yīng)變率導(dǎo)致材料塑性改變，使形成的切屑形態(tài)會(huì)有帶狀-鋸齒-單元切屑轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)[31]。研究者普遍采用基于最大應(yīng)力、最大應(yīng)變或應(yīng)變能密度的斷裂依據(jù)[32,33]，利用有限元軟件對(duì)絕熱剪切帶進(jìn)行仿真研究。Chen[34]利用仿真和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)比鈦合金的切屑形態(tài)，將切屑斷裂過(guò)程分為啟動(dòng)和斷裂演化兩部分，如圖 1.3 所示。圖1.3 仿真和實(shí)驗(yàn)切屑形態(tài)對(duì)比國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋸齒形切屑形成過(guò)程的研究，主要集中在絕熱剪切理論[30]和周期性斷裂理論這兩類(lèi)�；谏鲜隼碚搶�(duì)鋸齒狀切屑形成機(jī)理進(jìn)行了研究。Klamecki[35]基于絕熱剪切理論，以 Merchant[36,37]原理為依據(jù)發(fā)現(xiàn)鋸齒形切屑的形成歸因于剪切面上的總變形量突變和剪切角的突變。楊奇彪[38]通過(guò) Ti6A14V、淬硬 45 鋼和 A17050 的高速直角切削研究，提出絕熱剪切變形在

利用仿真和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)比鈦合金的切屑形態(tài)，將切屑斷裂過(guò)程分為啟動(dòng)和斷裂演化兩部分，如圖 1.3 所示。圖1.3 仿真和實(shí)驗(yàn)切屑形態(tài)對(duì)比國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋸齒形切屑形成過(guò)程的研究，主要集中在絕熱剪切理論[30]和周期性斷裂理論這兩類(lèi)�；谏鲜隼碚搶�(duì)鋸齒狀切屑形成機(jī)理進(jìn)行了研究。Klamecki[35]基于絕熱剪切理論，以 Merchant[36,37]原理為依據(jù)發(fā)現(xiàn)鋸齒形切屑的形成歸因于剪切面上的總變形量突變和剪切角的突變。楊奇彪[38]通過(guò) Ti6A14V、淬硬 45 鋼和 A17050 的高速直角切削研究，提出絕熱剪切變形在鋸齒形切屑中占據(jù)主導(dǎo)地位，并用鋸齒化頻率、鋸齒化程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速切削材料變形及斷裂行為對(duì)切屑形成的影響機(jī)理研究[J]. 王兵,劉戰(zhàn)強(qiáng).  金屬加工(冷加工). 2018(11)
[2]基于Z-A模型的GH4169高溫合金動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系[J]. 鄒品,趙振華,閆歡松,孔祖開(kāi),劉璐璐,關(guān)玉璞,陳偉.  機(jī)械工程材料. 2018(08)
[3]鋁合金在中國(guó)民用航空器上的應(yīng)用[J]. 王國(guó)軍,王祝堂.  輕合金加工技術(shù). 2017(11)
[4]2219鋁合金動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及其本構(gòu)關(guān)系[J]. 張子群,姜兆亮,魏清月.  材料工程. 2017(10)
[5]高速變形材料塑性及JC和MSV斷裂準(zhǔn)則的表達(dá)能力[J]. 陶恒,蘇國(guó)勝.  工具技術(shù). 2017(08)
[6]2024-T3鋁合金的動(dòng)態(tài)斷裂韌性[J]. 王思軍,李寧,郗學(xué)奎.  精密成形工程. 2017(04)
[7]延性金屬動(dòng)態(tài)拉伸斷裂的損傷演化研究[J]. 彭輝,裴曉陽(yáng),陳實(shí),祁美蘭,柏勁松,李平,賀紅亮.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2017(07)
[8]金屬材料斷裂準(zhǔn)則研究進(jìn)展[J]. 高珍鵬,宮旭輝,薛鋼.  材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2016(01)
[9]材料動(dòng)態(tài)性能對(duì)高速切削切屑形成的影響規(guī)律[J]. 王兵,劉戰(zhàn)強(qiáng).  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2016(01)
[10]高速切削過(guò)程絕熱剪切局部化斷裂預(yù)測(cè)[J]. 谷麗瑤,王敏杰.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(05)

博士論文
[1]軋制工藝影響高強(qiáng)韌特厚板組織與力學(xué)性能的機(jī)理研究[D]. 謝保盛.北京科技大學(xué) 2018
[2]高速切削鋸齒形切屑的形成機(jī)理及表征[D]. 楊奇彪.山東大學(xué) 2012

碩士論文
[1]鈦合金Ti6Al4V切屑形成過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究與有限元模擬[D]. 王雨溥.大連理工大學(xué) 2017



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