本文關鍵詞：300M鋼切削仿真參數識別及其車削表面質量研究

  更多相關文章： 300M 鋼 本構方程系數 刀-屑摩擦因數 粗糙度 殘余應力

【摘要】：300M超高強度鋼是廣泛應用于生產飛機起落架的典型難加工材料,其機械加工中切削力大、切削溫度高、表面質量難以控制,給飛機的安全性能帶來隱患。近年來,人們對300M鋼銑削加工中的力、熱特性進行了重點研究,而對其車削加工及表面質量的關注較少;另外,本構方程系數和刀-屑摩擦因數等關鍵仿真參數的缺乏限制了有限元仿真技術在300M鋼切削加工中的應用。為此,本文對300M鋼本構方程系數、摩擦因數進行建模識別,并采用實驗和有限元仿真相結合的手段對300M鋼車削工藝中的切削力、粗糙度和殘余應力等表面質量性能參數展開研究。首先,將移動熱源溫度模型與不等距剪切區(qū)模型相結合建立了材料Johnson-Cook(J-C)本構方程系數的求解模型,基于切削實驗和遺傳算法求得300M鋼J-C系數,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鋼切削實驗和有限元仿真數據建立了刀-屑摩擦因數關于切削參數的預報模型,從而使摩擦因數可以直接由給定的切削條件確定,該方法在擴展摩擦因數適用范圍的同時進一步提高了切削力的仿真精度。再次,采用單因素實驗研究了切削用量對300M鋼三向車削力和表面粗糙度的影響規(guī)律,基于對正交實驗數據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于切削用量的預報模型,并對上述模型進行了顯著性檢驗和實驗驗證。最后,以殘余應力的主應力為指標,研究了切削用量對300M鋼硬車削后工件表面殘余應力的影響規(guī)律,建立了殘余主應力關于切削用量的經驗關系�；谒�300M鋼仿真參數建立了三維車削有限元仿真模型,在實驗驗證的基礎上,仿真分析了切削用量對殘余應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方程系數和刀-屑摩擦因數,并為面向起落架表面質量的切削參數優(yōu)化提供了實驗和仿真依據。
【關鍵詞】：300M 鋼 本構方程系數 刀-屑摩擦因數 粗糙度 殘余應力
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 本文的主要研究內容16-18
• 2 基于切削實驗的 300M鋼本構方程系數識別18-31
• 2.1 本構方程系數求解模型的建立18-23
• 2.2 切削實驗23-26
• 2.3 模型求解及驗證26-30
• 2.4 本章小結30-31
• 3 基于仿真結果和切削實驗的 300M鋼摩擦因數建模31-38
• 3.1 刀屑接觸面摩擦狀況分析31-32
• 3.2 刀屑平均摩擦因數建模32-36
• 3.3 摩擦因數求解及驗證36-37
• 3.4 本章小結37-38
• 4 300M鋼車削力和表面粗糙度實驗研究38-46
• 4.1 實驗準備38-39
• 4.2 單因素實驗研究39-41
• 4.3 正交實驗研究41-45
• 4.4 本章小結45-46
• 5 300M鋼車削殘余應力實驗與仿真研究46-60
• 5.1 理論分析46-49
• 5.2 殘余應力單因素實驗研究49-55
• 5.3 殘余應力三維有限元仿真55-59
• 5.4 本章小結59-60
• 6 總結與展望60-62
• 6.1 全文總結60
• 6.2 研究展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-68
• 附錄1攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄68

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本文編號：1029080