活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)中起著重要的作用,并且在工作階段,需要帶有一定程度的熱-機(jī)械疲勞載荷,由于工作環(huán)境的惡劣變化,使得活塞的加工制造面臨越來(lái)越多的需求。然而,活塞常用材料ZL109鋁合金在加工過(guò)程中存在刀具磨損嚴(yán)重、易產(chǎn)生積屑瘤、加工后變形較大等弊端,制約活塞的加工精度和服役壽命。本文采用試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法分別對(duì)活塞關(guān)鍵工序車(chē)外圓、鏜銷(xiāo)孔展開(kāi)研究,以提高活塞加工后的表面質(zhì)量為目標(biāo)來(lái)優(yōu)化上述兩種工序的切削參數(shù)組合。最初,完成了各種拉伸速度、溫度、及各種應(yīng)力條件下ZL109鋁合金的機(jī)械特性測(cè)試,同時(shí)配置了對(duì)應(yīng)的該種材料的模型參數(shù)。結(jié)果表明:ZL109鋁合金準(zhǔn)靜態(tài)條件下出現(xiàn)應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng),如果應(yīng)變率逐漸增大,那么屈服極限將會(huì)相應(yīng)的增大,抗拉極限表現(xiàn)為先減小后增大的現(xiàn)象;如果是高拉伸速度情況下,材料應(yīng)力增長(zhǎng)到某一定值后會(huì)發(fā)生屈服,但各應(yīng)變率下的曲線(xiàn)整體數(shù)值相差不大;大于200℃后材料的屈服強(qiáng)度將在一定程度上減弱,但是塑性將會(huì)增強(qiáng);材料的J-C本構(gòu)模型參數(shù)—A 為 323.25 MPa,B 為 301.54 MPa,n 為 0.5,C 為 0.00965,m 為 0.624;該種材料的J-C損傷模型... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)造??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第１章緒論??ｒ?——???第２章第３章??ＺＬ１０９鋁合金材料?？材料參數(shù)驗(yàn)證及多丨??參數(shù)獲取?＼?工步車(chē)削仿真分析??！?＿ｌｉ－?＿?＼?Ｔ?｜??第４章?第５章??鏜孔加工及參數(shù)優(yōu)?＞?活塞關(guān)鍵工序插件??Ｔ?Ｉ?Ｉ??｜?￣￣Ｔ￣￣?＇??結(jié)論與展望??圖１－３論文主體框架??第１章緒論：首先介紹了本課題的研究背景，說(shuō)明本課題的研宄內(nèi)容以及研究??意義，概括了國(guó)內(nèi)外目前的研究狀況，對(duì)本課題的研究起著非常重要的借鑒作用。??第２章ＺＬ１０９材料參數(shù)獲�。和ㄟ^(guò)不同溫度、不同拉伸速率、不同應(yīng)力狀態(tài)??條件下的拉伸實(shí)驗(yàn)，對(duì)ＺＬ１０９鋁合金的物理力學(xué)性能進(jìn)行了相關(guān)的研宄，同時(shí)結(jié)??合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由軟件中的數(shù)據(jù)處理功能得出了材料參數(shù)，為后續(xù)切削仿真奠定了基??矗??第３章材料參數(shù)驗(yàn)證及多工步車(chē)削仿真分析：通過(guò)對(duì)２Ｄ正交切削模擬和車(chē)??削實(shí)際加工的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，核實(shí)了?ＺＬ１０９鋁合金的材料參數(shù)的精確性。同??時(shí)開(kāi)展了更接近工況的多工步切削仿真，并進(jìn)行了活塞車(chē)外圓工序的切削參數(shù)優(yōu)??化。??第４章鏜孔加工及參數(shù)優(yōu)化：以活塞銷(xiāo)孔加工為背景，開(kāi)展了單因素的鏜孔??實(shí)驗(yàn)研宄，得到了表面質(zhì)量數(shù)據(jù)（粗糙度、表面形貌、殘余應(yīng)力等），優(yōu)化了銷(xiāo)孔??加工的切削用量。??第５章活塞關(guān)鍵工序插件開(kāi)發(fā)：利用Ｐｙｔｈｏｎ語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了?ＡＢＡＱＵＳ二次插件??的開(kāi)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了二維車(chē)削加工仿真前處理環(huán)節(jié)的整體參數(shù)化。??８??

第２章ＺＬ１０９鋁合金材料參數(shù)獲取??２．２?ＺＬ１０９鋁合金力學(xué)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析??通過(guò)２．１節(jié)的介紹，了解了與兩個(gè)表達(dá)式有關(guān)的幾個(gè)變量，因此設(shè)計(jì)開(kāi)展不同??條件下的實(shí)驗(yàn)，擬合出不同項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的待確定系數(shù)。所有力學(xué)拉伸試驗(yàn)均采用西南??鋁業(yè)有限公司提供的ＺＬ１０９鋁合金，具體的成分及含量可見(jiàn)表２－１。??表２－１?ＺＬ１０９鋁合金的成分占比??成分?Ｓｉ?Ｃｕ?Ｍｇ?Ｚｎ?Ｍｎ?Ｓｎ?Ｐｂ?Ｔｉ?ＡＩ??含量（％）?１２．０?１．０?１．０５?０．２?０．２?０．０１?０．０５?０．２?余量??２．２．１光滑試件的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)??２．２．１１光滑試件試樣制備及實(shí)驗(yàn)方案??拉伸實(shí)驗(yàn)樣件的制備需要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，否則，所存在的未知因素會(huì)給拉伸??實(shí)驗(yàn)造成無(wú)法預(yù)料的影響［６２＞６３１。按照ＧＢ／Ｔ?２２８－２００２規(guī)定［６４］，本次實(shí)驗(yàn)樣件按圖??２－１所示進(jìn)行制備。??Ｕ?ｆ?，?Ｉ??圖２－１準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)光滑試件?圖２－２?ｚｗｉｃｋ－ｚ２５０高低溫拉伸試驗(yàn)機(jī)??在室溫的條件下展開(kāi)低拉伸速度下的試驗(yàn)，以得出ＺＬ１０９鋁合金在極低應(yīng)變??率條件下的實(shí)際機(jī)械特性，該實(shí)驗(yàn)在ｚｗｉｃｋ－Ｚ２５０高低溫拉伸試驗(yàn)機(jī)中完成（具體??可見(jiàn)圖２－２），實(shí)驗(yàn)方案如表２－２所示。需要提醒，在拉伸設(shè)備上進(jìn)行操作時(shí)，輸入??１１??

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