非晶合金由于其優(yōu)異的力學、物理、化學性能而在眾多領域得到廣泛應用,但是其在塑性變形過程中容易產(chǎn)生剪切帶,進而擴展造成災難性的破壞,為此嚴重制約著大塊非晶合金的發(fā)展�，F(xiàn)有研究表明,非晶合金中形成的剪切帶厚度在10²0納米左右,比傳統(tǒng)金屬材料中的剪切帶厚度（10⁵00微米）小得多。剪切帶厚度的巨大差異表明,非晶合金中剪切帶的形成機制很難用傳統(tǒng)金屬材料中的熱軟化機制來解釋,而可能與非晶合金獨特的原子結構（自由體積）有關。為了深入理解自由體積在非晶合金剪切帶形成過程中所起的作用,開展了以下研究:（1）利用分子動力學仿真的方法建立Cu₅₀Zr₅₀非晶合金三維切削模型,通過一組五因素四水平的正交切削實驗,探究了刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)對剪切變形區(qū)和已加工表面內(nèi)自由體積的影響,實驗發(fā)現(xiàn)剪切變形區(qū)內(nèi)刀具鈍圓半徑對自由體積的含量影響最大,在已加工表面區(qū)域切削速度的影響最大,而且隨著刀具鈍圓半徑的增加兩區(qū)域內(nèi)的自由體積均有所下降,但隨著切削速度的升高已加工表面內(nèi)的自由體積含量明顯升高,剪切變形區(qū)內(nèi)卻沒有明顯的變化趨勢;（...

【文章來源】： 燕山大學河北省

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 非晶合金中的自由體積
    1.3 非晶合金切削加工高頻剪切現(xiàn)象成因研究現(xiàn)狀
        1.3.1 高頻剪切現(xiàn)象的實驗成果綜述
        1.3.2 高頻剪切現(xiàn)象成因之一——絕熱剪切
        1.3.3 高頻剪切現(xiàn)象成因之一——自由體積軟化
    1.4 基于分子動力學的非晶合金切削過程研究進展
    1.5 目前研究存在的不足
    1.6 本文的研究內(nèi)容以及目的
第2章 切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù)對自由體積的影響
    2.1 引言
    2.2 分子動力學模擬簡介
        2.2.1 勢函數(shù)的選取
        2.2.2 系綜與邊界條件的選定
    2.3 工件的制備
    2.4 納米切削模型的建立
    2.5 自由體積的計算方法
    2.6 正交試驗的設計
        2.6.1 正交表的選擇
        2.6.2 分區(qū)模型的建立
    2.7 正交試驗結果分析
        2.7.1 剪切變形區(qū)內(nèi)的結果分析
        2.7.2 已加工表面區(qū)的結果分析
    2.8 本章小結
第3章 切削過程中自由體積的演化過程
    3.1 引言
    3.2 剪切變形區(qū)試驗方案設計
        3.2.1 試驗結果分析
        3.2.2 驗證試驗
    3.3 已加工表面區(qū)試驗方案
        3.3.1 分析模型
        3.3.2 試驗結果分析
    3.4 本章小結
第4章 自由體積濃度分布情況
    4.1 引言
    4.2 模型的建立
        4.2.1 網(wǎng)格劃分命令
        4.2.2 分區(qū)模型的建立
    4.3 自由體積的算法
        4.3.1 自由體積算法的提出
        4.3.2 自由體積算法的驗證
    4.4 自由體積分布云圖的生成
    4.5 自由體積分布與背向力的關系
    4.6 本章小結
第5章 自由體積對剪切帶形成的影響分析
    5.1 引言
    5.2 實驗設計
        5.2.1 分析模型的建立
        5.2.2 自由體積計算公式的選取
        5.2.3 應力計算公式的選取
    5.3 實驗結果分析
    5.4 剪切現(xiàn)象與實驗現(xiàn)象的對應
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于分子動力學的CuZr非晶合金成形與連接研究[D]. 朱逸穎.華中科技大學. 2016

碩士論文
[1]軟化及剪脹效應對非晶合金納米切削力學特性的影響研究[D]. 李同同.燕山大學. 2017
[2]刀具和切削參數(shù)對Ti6AI4V立銑加工影響的仿真研究[D]. 林琪.山東大學. 2012



本文編號：3552091