本文關鍵詞：基于MSG理論的Al7075介觀尺度切削的仿真與試驗研究　出處：《北京理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著微小型零件在航空航天、微電子、環(huán)境、通信、汽車、生物等諸多領域的需求與日俱增，介觀尺度切削加工過程中的現(xiàn)象與機理也隨之受到國內外學者的關注。介觀尺度切削并不僅僅是宏觀尺度切削在尺寸上的減小，還存在著尺度效應和最小切削厚度等新的理論與工藝問題，傳統(tǒng)的塑性力學理論不能描述介觀尺度切削中的應變梯度效應，因此需要有針對性地從微觀力學和材料位錯方面對其進行仿真分析和試驗研究。 本文基于位錯機制的應變梯度（MSG）塑性理論，建立了能夠體現(xiàn)尺度效應的適用于介觀尺度切削的材料本構模型；根據所建立的本構模型，應用Fortran語言，對ABAQUS有限元軟件的材料子程序進行二次開發(fā)；采用任意拉格朗日-歐拉ALE算法，建立了鋁合金介觀尺度切削過程的二維動力學有限元仿真模型，并通過準直角自由微細銑削實驗對仿真模型進行了驗證；應用所建立的仿真模型對鋁合金介觀尺度切削加工過程中的單位切削力、最小切削厚度、應變梯度效應、等效應力等進行了研究。 研究結果表明：使用基于位錯機制的應變梯度塑性理論的修正本構模型能夠對介觀尺度切削加工進行有效的仿真預測，比經典的JC模型所得到的切削力和單位切削力更接近試驗值；PCD刀具切削鋁合金的最小切削厚度大致為刀具鈍圓半徑的0.25-0.3倍，最小切削厚度取決于刀具鈍圓半徑；材料應變梯度的存在使得材料表現(xiàn)出強烈的尺度效應，并且使切削力與單位切削力隨著進給量的減小明顯地增大；隨著切削速度的增加，，切削區(qū)的最大應力在減小，隨著刀具前角與刀具鈍圓半徑的增加，切削區(qū)的最大應力在增加；切削速度對切削力的影響非常小，隨著刀具前角的增加，切削力在減小，隨著刀具鈍圓半徑的增加，切削力在增加。
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【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG54

【參考文獻】

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2 苑偉政，馬修德，張春江;微技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械科學與技術;1995年04期

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本文編號：1352993