TC4鈦合金由于具有比強度高、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕強等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域。國內(nèi)外學(xué)者對鈦合金進(jìn)行了廣泛的研究,并得到了實際應(yīng)用。鈦合金由于導(dǎo)熱系數(shù)低,彈性模量小,在加工過程中會導(dǎo)致加工效率低,加工成本高。高速磨削技術(shù)可以很好的解決這一問題,但是由于磨粒形狀及尺寸分布的隨機性使得磨削過程中磨粒與工件材料之間各種力學(xué)、物理學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生機理復(fù)雜,導(dǎo)致了高速磨削機理的研究變得異常困難。論文以單顆磨粒為研究對象對磨削過程中的磨削力、材料堆積、磨屑形態(tài)以及滑痕表面特性進(jìn)行了觀察與分析,為探究復(fù)雜磨削提供了理論依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)在室溫條件下進(jìn)行鈦合金拉伸實驗,得到不同拉伸速度下鈦合金材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖,對TC4鈦合金的Johnson-Cook本構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化與修正,確定了材料本構(gòu)參數(shù)。并對鈦合金進(jìn)行了不同磨削速度下的摩擦磨損實驗,測定其摩擦因數(shù),以上工作為鈦合金磨削仿真做了鋪墊。(2)對磨削過程中單顆磨粒的幾何形狀進(jìn)行簡化,確定磨粒幾何形狀為圓錐形;對磨削過程中磨削力以及磨削軌跡等進(jìn)行了理論的分析,設(shè)計了符合實際磨削過程的單顆磨粒運動軌跡,并搭建了單顆...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈦合金性能及其高速磨削加工現(xiàn)狀
        1.2.1 鈦合金性能
        1.2.2 高速磨削技術(shù)
        1.2.3 鈦合金加工特性
    1.3 單顆粒磨削鈦合金磨削力理論模型
    1.4 單顆磨粒高速磨削仿真與實驗研究
        1.4.1 單顆磨粒高速磨削實驗研究
        1.4.2 單顆磨粒高速磨削仿真研究
    1.5 課題來源及研究背景和內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 課題研究意義
        1.5.3 主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 單顆磨粒高速磨削理論
    2.1 單顆磨粒磨削材料去除過程物理模型
    2.2 單顆磨粒幾何模型的構(gòu)建
    2.3 單顆磨粒磨削力理論模型
    2.4 單顆磨粒磨削運動過程分析
        2.4.1 單顆磨粒磨削滑痕長度分析
        2.4.2 單顆磨粒磨削滑痕側(cè)面積分析
        2.4.3 單顆磨粒磨削材料去除率分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 單顆磨粒磨削TC4有限元仿真研究
    3.1 TC4鈦合金材料參數(shù)的確定
        3.1.1 TC4鈦合金材料Johnson-Cook本構(gòu)方程
        3.1.2 基于MATLAB的 Johnson-Cook本構(gòu)方程的修正
    3.2 基于切屑分離準(zhǔn)則的單顆金剛石磨粒磨削有限元模型的建立
        3.2.1 幾何模型的建立與網(wǎng)格的劃分
        3.2.2 材料斷裂準(zhǔn)則
        3.2.3 切屑分離準(zhǔn)則
        3.2.4 磨粒-工件摩擦模型
        3.2.5 摩擦因數(shù)的測定
    3.3 單顆金剛石磨粒磨削仿真結(jié)果分析與討論
        3.3.1 單顆磨粒高速磨削磨削力仿真
        3.3.2 滑痕形貌仿真分析
        3.3.3 不同磨粒負(fù)前角下的切屑形態(tài)
        3.3.4 磨粒負(fù)前角對切屑剪切角的影響
        3.3.5 金剛石磨粒的磨損仿真
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單顆金剛石磨粒磨削TC4鈦合金實驗研究
    4.1 實驗平臺的搭建
        4.1.1 磨粒砂輪的設(shè)計
        4.1.2 實驗條件與實驗方案的設(shè)計
    4.2 滑痕表面形貌分析
        4.2.1 滑痕三維形貌分析
        4.2.2 滑痕輪廓分析
        4.2.3 材料去除率分析
    4.3 滑痕亞表層分析
    4.4 單顆磨粒磨削TC4鈦合金磨削力分析
    4.5 磨屑形態(tài)分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號：3857428