本文關(guān)鍵詞：高速切削Ti6Al4V切屑形成仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 鈦合金的高速切削加工一直是航空航天工業(yè)以及其它行業(yè)制造技術(shù)中亟待解決的難題之一。本文以鈦合金Ti6Al4V的高速切削過程為主要研究對象,應(yīng)用數(shù)值模擬方法,結(jié)合理論分析和加工試驗(yàn),重點(diǎn)研究了高速切削Ti6Al4V時的鋸齒狀切屑形成機(jī)理。主要研究工作包括: 1、應(yīng)用Hopkinson壓桿實(shí)驗(yàn)裝置,研究Ti6Al4V高應(yīng)變速率和高溫條件下的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系,并結(jié)合Ti6Al4V準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)據(jù),建立適合高速切削仿真的Ti6Al4V本構(gòu)模型——Johnson-Cook熱—粘塑性本構(gòu)模型,該模型可在較高溫度和應(yīng)變速率范圍內(nèi)精確地預(yù)測Ti6Al4V的流動應(yīng)力。 2、通過大型商用有限元軟件ABAQUS,以Johnson-Cook模型為材料本構(gòu)模型,并使用切屑分離準(zhǔn)則,建立高速正交切削有限元模型,并通過有限元仿真運(yùn)算,揭示Ti6Al4V鋸齒狀切屑的形成機(jī)理。研究切削參數(shù)、刀具前角對鋸齒狀切屑的形成以及對切削力、切削溫度、等效塑性應(yīng)變的影響,并與相關(guān)文獻(xiàn)中的結(jié)論進(jìn)行對比分析。 3、最后通過高速正交車削Ti6Al4V試驗(yàn),測量分析高切削速度下的切削力與切削溫度,驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：高速切削 Ti6Al4V 切屑形成 有限元分析 Johnson-Cook本構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TG506.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題研究背景與意義13
• 1.2 鈦合金高速切削技術(shù)研究13-17
• 1.2.1 鈦合金性質(zhì)及加工特點(diǎn)13-15
• 1.2.2 鈦合金高速切削研究進(jìn)展15-17
• 1.3 有限元仿真在切削中的應(yīng)用17-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容及本文技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 主要內(nèi)容18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 第二章 高速切削鈦合金切屑形成機(jī)理分析20-31
• 2.1 鈦合金的鋸齒狀切屑特征20-21
• 2.2 鋸齒狀切屑產(chǎn)生臨界條件21-24
• 2.3 鋸齒狀切屑形成機(jī)理24-26
• 2.4 鋸齒狀切屑形成有限元模擬26-30
• 本章小結(jié)30-31
• 第三章 Ti6Al4V 鈦合金的熱-粘塑性本構(gòu)關(guān)系31-46
• 3.1 Ti6Al4V 準(zhǔn)靜態(tài)下力學(xué)性能31-33
• 3.1.1 單向拉伸、壓縮試驗(yàn)設(shè)備及試樣31-32
• 3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析32-33
• 3.2 Ti6Al4V 動態(tài)力學(xué)性能33-41
• 3.2.1 試驗(yàn)裝置系統(tǒng)34-37
• 3.2.2 試驗(yàn)測試原理與基本方程37-38
• 3.2.3 動態(tài)壓縮試驗(yàn)結(jié)果分析38-41
• 3.3 Johnson-Cook 本構(gòu)方程參數(shù)擬合41-45
• 3.3.1 確定應(yīng)變強(qiáng)化系數(shù)42-43
• 3.3.2 確定應(yīng)變速率強(qiáng)化系數(shù)43-44
• 3.3.3 確定熱軟化系數(shù)44
• 3.3.4 參數(shù)驗(yàn)證44-45
• 本章小結(jié)45-46
• 第四章 鈦合金高速切削有限元模擬46-66
• 4.1 概述46-48
• 4.1.1 ABAQUS 介紹46-47
• 4.1.2 模擬鋸齒狀切屑形成的顯式算法47-48
• 4.1.3 穩(wěn)定性限制48
• 4.2 高速正交切削Ti6Al4V 有限元模型48-52
• 4.2.1 幾何模型49
• 4.2.2 材料模型49-51
• 4.2.3 切屑-前刀面的摩擦模型51
• 4.2.4 切屑分離準(zhǔn)則51-52
• 4.2.5 切削熱的產(chǎn)生52
• 4.3 仿真結(jié)果及分析52-65
• 4.3.1 高速切削Ti6Al4V 有限元仿真結(jié)果52-56
• 4.3.2 Ti6Al4V 鋸齒狀切屑的發(fā)展過程分析56-59
• 4.3.3 切削參數(shù)對鋸齒狀切屑形成的影響59-62
• 4.3.4 刀具前角對鋸齒狀切屑形成的影響62-65
• 本章小結(jié)65-66
• 第五章 高速切削有限元仿真的試驗(yàn)驗(yàn)證66-74
• 5.1 高速正交車削試驗(yàn)方案66-68
• 5.1.1 工件材料66
• 5.1.2 機(jī)床及刀具66-67
• 5.1.3 切削參數(shù)的設(shè)置67
• 5.1.4 測力系統(tǒng)67-68
• 5.1.5 測溫系統(tǒng)68
• 5.2 切削參數(shù)對鋸齒狀切屑的影響68-70
• 5.2.1 切削速度鋸齒狀切屑的影響68-69
• 5.2.2 切削厚度對鋸齒狀切屑的影響69-70
• 5.3 切削力試驗(yàn)與驗(yàn)證70-71
• 5.4 切削溫度試驗(yàn)與驗(yàn)證71-72
• 5.5 切屑形態(tài)驗(yàn)證72
• 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)期間的研究成果以及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李召群;吳旭;朱振華;胡居利;張虎;;基于ABAQUS的切削鈦合金的數(shù)值模擬分析[J];工具技術(shù);2012年01期

2 嚴(yán)宏志;龔黎軍;;20CrMo材料本構(gòu)模型及其有限元模擬[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張為;高速切削鈦合金薄壁件表面完整性及型面變形預(yù)測[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何建林;具有微結(jié)構(gòu)功能表面的刀具及車削性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

2 羅漢兵;鈦合金高速銑削刀具失效及加工表面質(zhì)量實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2011年

3 林堯;損傷容限型鈦合金加工性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

4 車現(xiàn)發(fā);高強(qiáng)度鋁合金航空薄壁件銑削加工變形控制的工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

5 李冷;高溫合金切削仿真技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2009年

6 孔虎星;鈦合金高速正交切削過程的數(shù)值模擬及熱力學(xué)研究[D];中北大學(xué);2012年

7 張晨;基于J-C模型的Oxley剪切角模型的改進(jìn)及其應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2009年

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

9 郭超;高鉻鑄鐵切削加工過程有限元模擬仿真研究[D];中北大學(xué);2010年

10 龔黎軍;20CrMo材料本構(gòu)模型及螺旋錐齒輪干切有限元仿真[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：高速切削Ti6Al4V切屑形成仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：322814