微磨削加工中材料表層微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)加工過程中塑性變形、力、熱、相變及殘余應(yīng)力等具有重要的影響。微磨削表面、亞表面的殘余應(yīng)力不僅影響工件幾何尺寸的穩(wěn)定性,而且影響工件的靜力強(qiáng)度、抗疲勞、抗腐蝕性能及其使用壽命。微磨削加工切削深度以及進(jìn)給量與工件材料晶粒大小處于同一量級(jí),微磨削表面性能的演變與零件材料的微觀組織結(jié)構(gòu)緊密相關(guān),金屬的殘余應(yīng)力、損傷、微裂紋及斷裂等力學(xué)行為可以從材料的微觀組織結(jié)構(gòu)演變中找到原因。從微觀尺度分析晶體效應(yīng)對(duì)材料本構(gòu)關(guān)系的影響,進(jìn)而創(chuàng)建本構(gòu)模型與宏觀性能的關(guān)系,從而解決預(yù)測(cè)及控制殘余應(yīng)力分布及大小的問題。材料的微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)應(yīng)力及材料去除過程中材料性能的影響,包括考慮材料的晶粒大小、位錯(cuò)密度及晶粒方向?qū)Σ牧狭鲃?dòng)應(yīng)力作用的解析模型研究。然而,晶粒方向?qū)α鲃?dòng)應(yīng)力尤其是對(duì)殘余應(yīng)力的作用及其解析模型的研究方面,至今還是空白。本文深入分析微磨削加工過程中材料微觀組織結(jié)構(gòu)、砂輪形貌及工藝參數(shù)對(duì)微磨削加工中力-熱載荷、相變、殘余應(yīng)力的作用機(jī)理,并建立關(guān)于磨削力、熱、相變及殘余應(yīng)力的解析模型。對(duì)晶粒取向影響微磨削過程中流動(dòng)應(yīng)力進(jìn)而對(duì)力-熱載荷、相變和殘余應(yīng)力以及力-熱-相變之間的...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

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摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
縮寫、術(shù)語表
第1章 緒論
    1.1 研究背景及其重要意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 微磨削加工研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微細(xì)加工中材料晶粒取向的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 磨削力機(jī)理分析及解析模型研究現(xiàn)狀
        1.2.4 磨削熱機(jī)理分析及解析模型研究現(xiàn)狀
        1.2.5 相變機(jī)理及預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.6 微磨削殘余應(yīng)力機(jī)理及預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.7 目前研究存在的不足
    1.3 本文研究目標(biāo)、研究思路及方案設(shè)計(jì)
        1.3.1 本文研究目標(biāo)
        1.3.2 研究思路
        1.3.3 本文研究方案設(shè)計(jì)
第2章 相關(guān)基礎(chǔ)研究及分析
    2.1 微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)塑性變形的作用機(jī)理分析
        2.1.1 晶粒大小對(duì)塑性變形的作用機(jī)理
        2.1.2 晶粒取向?qū)λ苄宰冃蔚淖饔脵C(jī)理
    2.2 彈塑性應(yīng)力應(yīng)變分析
        2.2.1 平面應(yīng)力應(yīng)變分析
        2.2.2 塑性變形應(yīng)變硬化機(jī)理分析
        2.2.3 熱應(yīng)力生成機(jī)理分析
    2.3 微磨削工件材料預(yù)處理及微觀組織結(jié)構(gòu)測(cè)試
        2.3.1 工件材料預(yù)處理
        2.3.2 晶粒取向的EBSD測(cè)試
        2.3.3 物相測(cè)試
    2.4 微磨削實(shí)驗(yàn)裝置
        2.4.1 微型磨床及刀具裝置
        2.4.2 測(cè)溫測(cè)力裝置
    2.5 本章小結(jié)
第3章 晶粒取向?qū)δハ髁�、熱、相變的作用機(jī)理及解析模型研究
    3.1 單顆磨粒作用機(jī)理
        3.1.1 單顆磨粒切屑成形力
        3.1.2 單顆磨粒耕犁力
        3.1.3 單顆磨�；亮�
    3.2 砂輪形貌特征分析
        3.2.1 砂輪靜態(tài)磨粒密度
        3.2.2 砂輪動(dòng)態(tài)磨粒密度
    3.3 晶粒取向?qū)α鲃?dòng)應(yīng)力作用機(jī)理分析及模型構(gòu)建
        3.3.1 泰勒因子模型
        3.3.2 晶粒取向?qū)α鲃?dòng)應(yīng)力的作用機(jī)理分析及模型構(gòu)建
        3.3.3 晶粒取向?qū)τ捕鹊淖饔脵C(jī)理分析及模型構(gòu)建
    3.4 相變影響流動(dòng)應(yīng)力的機(jī)理分析及模型構(gòu)建
        3.4.1 相變影響的流動(dòng)應(yīng)力的機(jī)理分析
        3.4.2 基于GJ模型的相變塑性系數(shù)的計(jì)算
    3.5 磨削熱機(jī)理分析及解析模型研究
        3.5.1 磨削熱產(chǎn)生機(jī)理分析
        3.5.2 熱流分布形狀及磨削溫度
        3.5.3 晶粒取向?qū)ο嘧兊淖饔脵C(jī)理
        3.5.4 考慮晶粒取向的相變模型
    3.6 本章小結(jié)
第4章 綜合考慮力熱耦合及相變效應(yīng)的殘余應(yīng)力解析建模
    4.1 基于滾滑接觸理論的應(yīng)力分布預(yù)測(cè)
        4.1.1 機(jī)械載荷的作用機(jī)理及建模分析
        4.1.2 熱載荷的作用機(jī)理及建模分析
        4.1.3 相變的作用機(jī)理及建模分析
        4.1.4 加載應(yīng)力分析
    4.2 殘余應(yīng)力分布預(yù)測(cè)
        4.2.1 應(yīng)力加載過程
        4.2.2 應(yīng)力釋放過程
        4.2.3 晶粒取向?qū)λ苄阅Ａ康淖饔脵C(jī)理及建模分析
    4.3 殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)模型對(duì)比
    4.4 殘余應(yīng)力測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及靈敏度分析
    5.1 維氏硬度模型驗(yàn)證
    5.2 流動(dòng)應(yīng)力模型驗(yàn)證
    5.3 磨削力模型驗(yàn)證
        5.3.1 泰勒因子的預(yù)測(cè)結(jié)果及分析
        5.3.2 流動(dòng)應(yīng)力及中間變量的預(yù)測(cè)
        5.3.3 磨削力實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比
        5.3.4 磨削力對(duì)工藝參數(shù)的靈敏度分析
    5.4 磨削熱模型驗(yàn)證
        5.4.1 磨削溫度實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比
        5.4.2 磨削溫度對(duì)工藝參數(shù)的靈敏度分析
    5.5 相變模型驗(yàn)證
        5.5.1 相變模型線性回歸分析
        5.5.2 相變量實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比
        5.5.3 相變量對(duì)工藝參數(shù)的靈敏度分析
    5.6 殘余應(yīng)力模型驗(yàn)證
        5.6.1 殘余應(yīng)力測(cè)試及預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比
        5.6.2 殘余應(yīng)力對(duì)工藝參數(shù)及泰勒因子的靈敏度分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間參與的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3846279