本文關(guān)鍵詞：高速切削溫度動態(tài)有限元建模與數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速切削機理的研究作為高速切削技術(shù)的理論基礎(chǔ),是高速切削技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的基石。在高速切削機理研究中,切削溫度的研究是至關(guān)重要的,高速切削溫度的分布及其變化規(guī)律是高速切削工藝分析的主要依據(jù)之一,具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。本文結(jié)合全國優(yōu)秀博士學位論文作者專項資金(200231)及山東省優(yōu)秀中青年科學家科研獎勵基金資助項目(02BS074),從金屬切削原理入手,建立了金屬切削加工的有限元模型,提出了高速切削加工有限元模擬的研究目標和技術(shù)路線,對高速切削加工過程中溫度場的產(chǎn)生與分布進行了研究。 基于高速切削原理,建立了金屬切削加工的有限元模型,對有限元模擬所涉及的網(wǎng)格劃分、切屑形成以及分離準則等一些關(guān)鍵技術(shù)進了深入研究。通過改變刀具的幾何參數(shù)以及切削參數(shù),實現(xiàn)了不同切削條件下切削過程的系列模擬,研究并分析了高速切削條件下溫度場的分布情況。 在深入研究高速切削條件下的鋸齒狀切屑形成機理的基礎(chǔ)上,利用通用有限元軟件中的斷裂準則對鋸齒狀的形成過程進行了模擬,并與低速切削時形成的連續(xù)帶狀切屑相比較,分析了工件材料、切削速度等對切屑形成的影響以及切削區(qū)溫度場的分布情況。 另外利用半人工熱電偶中的夾絲法進行了相應(yīng)的高速切削實驗,對切削溫度隨切削參數(shù)的變化規(guī)律進行了實驗研究。最后對全文進行了概括總結(jié),并對有待進一步研究的內(nèi)容進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：高速切削 有限元仿真 切削溫度 切屑成形 鋸齒狀切屑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TG506.1
【目錄】：

• 目錄4-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 高速切削的基本概念及特點8-13
• 1.2 高速切削溫度的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 存在的主要問題15-16
• 1.3 本課題的研究意義、目標及主要工作16-17
• 1.3.1 研究的意義、目標16
• 1.3.2 主要工作16-17
• 1.4 論文總體框架17-18
• 第二章 正交切削有限元模型的建立18-38
• 2.1 高速切削溫度有限元建模及模擬方法18-27
• 2.1.1 高速切削機理的研究18-20
• 2.1.2 切削溫度場分析20-22
• 2.1.3 有限元法(Finite Element Method)的分析過程22-24
• 2.1.4 有限元軟件的仿真過程24-25
• 2.1.5 非穩(wěn)態(tài)熱傳導溫度場的數(shù)值分析25-27
• 2.2 正交切削模型的建立27-37
• 2.2.1 切削模型的分析27-29
• 2.2.2 有限元法仿真切削過程的分析29-30
• 2.2.3 正交切削模型的建立30-36
• 2.2.3.1 切屑形成分析30
• 2.2.3.2 網(wǎng)格劃分標準30-33
• 2.2.3.3 摩擦模型的選擇33-34
• 2.2.3.4 材料模型34-35
• 2.2.3.5 切屑分離準則的選擇35-36
• 2.2.4 有限元模型的建立36-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 第三章 正交切削的有限元模擬及溫度場分析38-54
• 3.1 刀具前刀面溫度分布情況39-41
• 3.2 工件表面溫度分布情況41-42
• 3.3 刀具前角γ_0對切削溫度的影響42-43
• 3.4 切削速度v對切削溫度的影響43-44
• 3.5 進給量f對切削溫度的影響44-45
• 3.6 切削厚度α_c對切削溫度的影響45
• 3.7 鋸齒狀切屑形成分析45-50
• 3.7.1 鋸齒狀切屑的理論研究46-47
• 3.7.1.1 絕熱剪切理論(Adiabatic shear theory)46
• 3.7.1.2 周期性斷裂理論(Periodic brittle fracture)46-47
• 3.7.2 鋸齒狀切屑的有限元模擬47-48
• 3.7.2.1 材料的斷裂準則47
• 3.7.2.2 鋸齒狀切屑的仿真47-48
• 3.7.3 有限元仿真結(jié)果48-49
• 3.7.4 形成鋸齒狀切屑的影響因素49-50
• 3.7.4.1 工件材料及其性能49-50
• 3.7.4.2 切削速度50
• 3.7.4.3 進給量和刀具前角50
• 3.8 三維切削有限元模型的分析50-53
• 3.8.1 斜角切削的優(yōu)點51-52
• 3.8.2 三維切削的有限元仿真52-53
• 3.9 本章小結(jié)53-54
• 第四章 高速切削有限元模擬的實驗驗證54-62
• 4.1 實驗方法及實驗條件54-60
• 4.1.1 實驗方法54-56
• 4.1.2 半人工熱電偶法56-57
• 4.1.3 實驗設(shè)備57-60
• 4.2 實驗結(jié)果與分析60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論與展望62-65
• 全文總結(jié)62-63
• 展望63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表(撰寫)的論文69-70
• 致謝70

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 萬熠;高速銑削航空鋁合金刀具失效機理及刀具壽命研究[D];山東大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王永勝;基于有限元和遺傳算法的金屬切削過程物理仿真及優(yōu)化[D];華南理工大學;2011年

2 盧建闖;超硬鋁合金7A04高速銑削鋸齒狀切屑研究[D];燕山大學;2011年

3 李志剛;銑削加工過程的穩(wěn)定性仿真及有限元研究[D];西南交通大學;2007年

4 王維;球頭銑削熱作模具鋼表面殘余應(yīng)力研究[D];山東大學;2010年

5 耿志杰;面向綠色制造的快速點磨削供液系統(tǒng)參數(shù)研究[D];東北大學;2008年

6 黃美霞;虛擬高速切削加工仿真技術(shù)研究[D];中北大學;2010年

7 袁崇輝;高溫合金GH4169高速切削加工的有限元模擬與分析[D];青島理工大學;2011年

8 丁明峰;新型Si_3N_4基微納米復合陶瓷刀具材料制備與切削性能的研究[D];山東建筑大學;2013年

9 邸江順;自冷卻熱管車刀切削性能研究[D];湘潭大學;2012年

  本文關(guān)鍵詞：高速切削溫度動態(tài)有限元建模與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：254164