本文關(guān)鍵詞：磨料水射流銑削鈦合金試驗研究

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【摘要】：鈦合金材料因其具有優(yōu)良的物理特性,廣泛的用于裝備制造業(yè)。但是鈦合金的熱導(dǎo)率低、彈性模量小、化學(xué)活性高,傳統(tǒng)加工工藝對鈦合金等難加工材料的制造存在較多不利影響。磨料水射流技術(shù)是較新穎的特種加工技術(shù),其利用高壓水流作為能量傳遞介質(zhì),對微細(xì)的磨料粒子加速。高速運(yùn)動的磨料粒子對靶物材料形成沖擊損傷,但在材料表面不產(chǎn)生較大熱量,故磨料水射流技術(shù)對鈦合金等難加工材料的銑削加工具有明顯的優(yōu)勢。 本文采用后混合磨料水射流技術(shù)對鈦合金進(jìn)行銑削研究,通過對射流壓力、靶距、橫向進(jìn)給量和噴嘴移動速度四個影響參數(shù)的單因素實(shí)驗分析得出射流壓力越大,材料去除率越高；噴嘴移動速度和橫向進(jìn)給量越大,材料去除率越低；靶距應(yīng)根據(jù)加工情況選擇合適的距離。通過正交試驗法分析四個參數(shù)的影響權(quán)重并優(yōu)化出加工參數(shù)的組合。利用殘余應(yīng)力檢測儀對銑削加工的鈦合金工件表面進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測,將銑削參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響作對比分析：建立了后磨料水射流銑削鈦合金的殘余應(yīng)力的數(shù)學(xué)預(yù)測模型并與檢測結(jié)果對比,通過量綱分析方法建立了多個影響參數(shù)的殘余應(yīng)力數(shù)學(xué)模型；從宏觀與微觀角度對銑削工件的表面形貌進(jìn)行觀察分析,得出后混合磨料水射流對鈦合金的損傷方式為壓應(yīng)力與剪應(yīng)力的共同作用,材料晶體的破壞形式為沿晶破壞和穿晶斷裂。應(yīng)用SPH-FEM耦合算法對磨料沖擊鈦合金材料進(jìn)行數(shù)值計算,并結(jié)合有限元分析軟件動力學(xué)模塊對沖擊損傷演化過程進(jìn)行可視化分析。磨料粒子以692m/s速度沖擊鈦合金時的應(yīng)力峰值為1.389×106kPa,材料模型在X、Y方向的應(yīng)力張量分別為-2.128x×105kPa、-5.294×105kPa,模擬出鈦合金模型在粒子速度為632m/s、692m/s、747m/s沖擊下的等效應(yīng)變情況。 通過試驗分析與數(shù)值計算為后混合磨料水射流銑削鈦合金材料的實(shí)際生產(chǎn)提供一定的借鑒,并提出了本文的不足和后續(xù)工作的重點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：磨料水射流 殘余應(yīng)力 鈦合金 微觀形貌 Autodyn
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG664
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 引言13-15
• 1 緒論15-27
• 1.1 水射流技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用15-20
• 1.1.1 國內(nèi)外高壓水射流的發(fā)展歷程15-16
• 1.1.2 磨料水射流技術(shù)簡介16-18
• 1.1.3 磨料水射流技術(shù)的應(yīng)用18-20
• 1.2 鈦合金及其加工技術(shù)20-23
• 1.2.1 鈦合金材料及其應(yīng)用20-21
• 1.2.2 鈦合金材料制造技術(shù)21-23
• 1.3 國內(nèi)外利用磨料水射流加工鈦合金的研究23-25
• 1.4 課題來源、主要研究內(nèi)容及意義25-26
• 1.4.1 課題來源25
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容25-26
• 1.4.3 課題研究意義26
• 1.5 本章小結(jié)26-27
• 2 磨料水射流銑削鈦合金效率研究27-39
• 2.1 單因素法銑削試驗27-29
• 2.2 單個銑削參數(shù)的變化對鈦合金材料的去除率影響29-32
• 2.2.1 射流壓力對鈦合金材料去除率的影響29-30
• 2.2.2 靶距對鈦合金材料去除率的影響30-31
• 2.2.3 噴嘴移動速度對鈦合金材料去除率的影響31
• 2.2.4 進(jìn)給量對鈦合金材料去除率的影響31-32
• 2.3 正交實(shí)驗法優(yōu)化銑削參數(shù)32-36
• 2.3.1 正交實(shí)驗設(shè)計32-34
• 2.3.2 正交試驗結(jié)果分析34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-39
• 3 磨料水射流銑削鈦合金的殘余應(yīng)力分析39-55
• 3.1 殘余應(yīng)力檢測儀及其原理39-44
• 3.1.1 殘余應(yīng)力檢測設(shè)備39-40
• 3.1.2 殘余應(yīng)力檢測原理40-44
• 3.2 磨料水射流銑削鈦合金材料表面殘余應(yīng)力分析44-53
• 3.2.1 鈦合金表面殘余應(yīng)力檢測及分析44-49
• 3.2.2 殘余應(yīng)力數(shù)學(xué)預(yù)測模型49-51
• 3.2.3 殘余應(yīng)力的量綱化分析51-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 4 磨料水射流銑削鈦合金材料表面特性分析55-67
• 4.1 概述55
• 4.2 宏觀條件下磨料水射流銑削鈦合金材料表面形貌特征55-57
• 4.3 微觀條件下磨料水射流銑削鈦合金材料表面形貌特征57-66
• 4.3.1 微觀檢測設(shè)備簡介與準(zhǔn)備57-58
• 4.3.2 不同放大倍數(shù)下的表面微觀形貌分析58-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 5 磨料水射流沖蝕鈦合金數(shù)值分析67-81
• 5.1 SPH計算方法介紹67
• 5.2 SPH計算方法的基本原理67-71
• 5.2.1 SPH方法的數(shù)學(xué)思想67-68
• 5.2.2 SPH基本方程68-71
• 5.3 Ansys-Autodyn軟件介紹71
• 5.4 Ansys-Autodyn數(shù)值計算71-79
• 5.4.1 Ansys-Autodyn數(shù)值計算步驟71-76
• 5.4.2 AUTODYN計算結(jié)果分析76-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 6 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-89
• 作者簡介及讀研期間主要科技成果89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周志民;張元良;李曉艷;周慧源;;油氣霧化技術(shù)在鈦合金加工中應(yīng)用研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;2011年01期

2 楊發(fā)展;艾興;趙軍;周建強(qiáng);;細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具銑削鈦合金損壞機(jī)理的研究[J];工具技術(shù);2008年04期

3 秦龍;董海;張弘_";李Z，

本文編號：1122369