本文關(guān)鍵詞：300M鋼切削仿真參數(shù)識(shí)別及其車削表面質(zhì)量研究

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【摘要】：300M超高強(qiáng)度鋼是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)飛機(jī)起落架的典型難加工材料,其機(jī)械加工中切削力大、切削溫度高、表面質(zhì)量難以控制,給飛機(jī)的安全性能帶來隱患。近年來,人們對300M鋼銑削加工中的力、熱特性進(jìn)行了重點(diǎn)研究,而對其車削加工及表面質(zhì)量的關(guān)注較少;另外,本構(gòu)方程系數(shù)和刀-屑摩擦因數(shù)等關(guān)鍵仿真參數(shù)的缺乏限制了有限元仿真技術(shù)在300M鋼切削加工中的應(yīng)用。為此,本文對300M鋼本構(gòu)方程系數(shù)、摩擦因數(shù)進(jìn)行建模識(shí)別,并采用實(shí)驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合的手段對300M鋼車削工藝中的切削力、粗糙度和殘余應(yīng)力等表面質(zhì)量性能參數(shù)展開研究。首先,將移動(dòng)熱源溫度模型與不等距剪切區(qū)模型相結(jié)合建立了材料Johnson-Cook(J-C)本構(gòu)方程系數(shù)的求解模型,基于切削實(shí)驗(yàn)和遺傳算法求得300M鋼J-C系數(shù),所求材料模型的切削力仿真精度相比軟件自帶模型有了大幅度提高。其次,基于300M鋼切削實(shí)驗(yàn)和有限元仿真數(shù)據(jù)建立了刀-屑摩擦因數(shù)關(guān)于切削參數(shù)的預(yù)報(bào)模型,從而使摩擦因數(shù)可以直接由給定的切削條件確定,該方法在擴(kuò)展摩擦因數(shù)適用范圍的同時(shí)進(jìn)一步提高了切削力的仿真精度。再次,采用單因素實(shí)驗(yàn)研究了切削用量對300M鋼三向車削力和表面粗糙度的影響規(guī)律,基于對正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的多元線性回歸分析,建立了300M鋼硬車削的切削力和粗糙度關(guān)于切削用量的預(yù)報(bào)模型,并對上述模型進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后,以殘余應(yīng)力的主應(yīng)力為指標(biāo),研究了切削用量對300M鋼硬車削后工件表面殘余應(yīng)力的影響規(guī)律,建立了殘余主應(yīng)力關(guān)于切削用量的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系�；谒�300M鋼仿真參數(shù)建立了三維車削有限元仿真模型,在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,仿真分析了切削用量對殘余應(yīng)力沿工件表面層深分布特征的影響規(guī)律,并優(yōu)選出面向合理殘余應(yīng)力分布的切削用量組合。上述研究獲取了300M鋼切削有限元仿真所必需的材料本構(gòu)方程系數(shù)和刀-屑摩擦因數(shù),并為面向起落架表面質(zhì)量的切削參數(shù)優(yōu)化提供了實(shí)驗(yàn)和仿真依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：300M 鋼 本構(gòu)方程系數(shù) 刀-屑摩擦因數(shù) 粗糙度 殘余應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題的來源、目的及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 2 基于切削實(shí)驗(yàn)的 300M鋼本構(gòu)方程系數(shù)識(shí)別18-31
• 2.1 本構(gòu)方程系數(shù)求解模型的建立18-23
• 2.2 切削實(shí)驗(yàn)23-26
• 2.3 模型求解及驗(yàn)證26-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 基于仿真結(jié)果和切削實(shí)驗(yàn)的 300M鋼摩擦因數(shù)建模31-38
• 3.1 刀屑接觸面摩擦狀況分析31-32
• 3.2 刀屑平均摩擦因數(shù)建模32-36
• 3.3 摩擦因數(shù)求解及驗(yàn)證36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 300M鋼車削力和表面粗糙度實(shí)驗(yàn)研究38-46
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備38-39
• 4.2 單因素實(shí)驗(yàn)研究39-41
• 4.3 正交實(shí)驗(yàn)研究41-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 5 300M鋼車削殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)與仿真研究46-60
• 5.1 理論分析46-49
• 5.2 殘余應(yīng)力單因素實(shí)驗(yàn)研究49-55
• 5.3 殘余應(yīng)力三維有限元仿真55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60
• 6.2 研究展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 附錄1攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄68

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