鈦合金因其具有導熱系數(shù)低、強度高、密度小等特點而被廣泛應用到航空航天關鍵零部件制造領域。目前關于鈦合金高速切削過程中切屑形成的有限元模擬研究所用的斷裂損傷模型大多基于材料的各向同性假設,未考慮材料由于經(jīng)過預拉伸、軋制等工藝所產(chǎn)生的各向異性特征,難以準確反映切削過程中切屑的形成過程,制約了材料斷裂損傷模型預測分析和高速切削模擬仿真精度的發(fā)展。論文以航空鈦合金Ti-6Al-4V預拉伸板材為研究對象,沿著板材0°(RD)、30°、45°、60°和90°(TD)進行多角度取樣,以此表征材料的各向異性特征;通過對不同取向下的試樣進行動態(tài)拉伸實驗,分析取向及應變率對力學性能的影響規(guī)律,并從微觀角度(金相組織、斷口形貌)對該規(guī)律進行分析;同時進行準靜態(tài)拉伸實驗,結合動態(tài)拉伸實驗,獲取構建斷裂損傷模型的基礎數(shù)據(jù),引入方向角度函數(shù),建立考慮取向影響的J-C斷裂損傷模型,并通過動態(tài)拉伸實驗驗證模型的準確性�；谏鲜瞿Ｐ�,借助有限元軟件Third Wave AdvantEdge,建立高速正交切削有限元模型,進行不同取向及切削速度下的切削加工和切屑形成過程模擬,引入鋸齒化程度和鋸齒化頻率參數(shù)用以表征切屑演化過...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 斷裂損傷模型構建的意義
    1.2 材料力學性能及斷裂損傷模型研究現(xiàn)狀
        1.2.1 考慮各向異性的材料力學性能研究
        1.2.2 材料斷裂損傷模型研究
    1.3 切屑形成及切屑形態(tài)有限元研究現(xiàn)狀
        1.3.1 材料力學性能對切屑形成機理的影響
        1.3.2 切屑形成機理及切屑形態(tài)有限元研究
    1.4 存在問題
    1.5 主要研究內(nèi)容
第二章 鈦合金不同取向?qū)討B(tài)拉伸力學性能的影響
    2.1 鈦合金Ti-6Al-4V材料性能及試樣制備
        2.1.1 鈦合金Ti-6Al-4V材料性能
        2.1.2 鈦合金Ti-6Al-4V試樣制備
    2.2 實驗原理及結果
        2.2.1 實驗原理
        2.2.2 結果與分析
    2.3 材料動態(tài)力學性能的影響研究
        2.3.1 應變率對動態(tài)力學性能的影響
        2.3.2 不同取向?qū)討B(tài)力學性能的影響
    2.4 拉伸斷口微觀組織特征與宏觀性能分析
    2.5 本章小結
第三章 考慮材料取向影響的J-C斷裂損傷模型構建
    3.1 不同取向及應變率下的失效行為分析
    3.2 材料J-C斷裂損傷模型參數(shù)確定
        3.2.1 應變率項D₄參數(shù)的確定
        3.2.2 J-C斷裂損傷模型構建
    3.3 動態(tài)拉伸過程的有限元模擬
        3.3.1 動態(tài)拉伸模型的建立
        3.3.2 動態(tài)拉伸結果分析
    3.4 材料斷裂損傷模型驗證
        3.4.1 失效形式驗證
        3.4.2 失效應變驗證
    3.5 本章小結
第四章 不同取向下材料的切屑形成過程模擬研究
    4.1 高速正交切削模擬模型參數(shù)確定
        4.1.1 切削模型的建立
        4.1.2 材料模型參數(shù)確定
        4.1.3 刀-屑接觸摩擦模型
        4.1.4 切屑斷裂準則的確定
    4.2 基于高速正交切削參數(shù)的切削過程模擬
        4.2.1 切削條件設定
        4.2.2 切屑形成過程的模擬結果
    4.3 切削條件與材料力學性能對切屑形態(tài)的影響
        4.3.1 切削速度對切屑形態(tài)的影響
        4.3.2 材料取向?qū)η行夹螒B(tài)的影響
    4.4 本章小結
第五章 包含各向異性特征的材料取向?qū)Ω咚偾邢髑行夹螒B(tài)影響分析
    5.1 高速切削實驗方案
        5.1.1 實驗方案設計
        5.1.2 試樣獲取與微觀檢測
    5.2 切屑形態(tài)影響因素分析
        5.2.1 不同取向及切削速度對切屑形態(tài)影響分析
        5.2.2 不同取向下材料碎斷切屑形成分析
    5.3 不同取向下切屑形成與控制研究
        5.3.1 高速切削模型驗證
        5.3.2 不同取向下切屑鋸齒化敏感性分析及控制
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
附錄
    一、在校期間發(fā)表論文及專利
    二、在校期間參與項目
    三、在校期間獲獎情況



本文編號：3798065