本文關鍵詞：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,應用數(shù)值模擬方法,結合理論分析和加工試驗,重點研究了高速切削Ti6Al4V時的鋸齒狀切屑形成機理。主要研究工作包括: 1、應用Hopkinson壓桿實驗裝置,研究Ti6Al4V高應變速率和高溫條件下的應力—應變關系,并結合Ti6Al4V準靜態(tài)數(shù)據(jù),建立適合高速切削仿真的Ti6Al4V本構模型——Johnson-Cook熱—粘塑性本構模型,該模型可在較高溫度和應變速率范圍內精確地預測Ti6Al4V的流動應力。 2、通過大型商用有限元軟件ABAQUS,以Johnson-Cook模型為材料本構模型,并使用切屑分離準則,建立高速正交切削有限元模型,并通過有限元仿真運算,揭示Ti6Al4V鋸齒狀切屑的形成機理。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、等效塑性應變的影響,并與相關文獻中的結論進行對比分析。 3、最后通過高速正交車削Ti6Al4V試驗,測量分析高切削速度下的切削力與切削溫度,驗證仿真結果的準確性。
【關鍵詞】：高速切削 Ti6Al4V 切屑形成 有限元分析 Johnson-Cook本構
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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研究13-17
• 1.2.1 鈦合金性質及加工特點13-15
• 1.2.2 鈦合金高速切削研究進展15-17
• 1.3 有限元仿真在切削中的應用17-18
• 1.4 主要研究內容及本文技術路線18-20
• 1.4.1 主要內容18-19
• 1.4.2 技術路線19-20
• 第二章 高速切削鈦合金切屑形成機理分析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 鋸齒狀切屑形成機理24-26
• 2.4 鋸齒狀切屑形成有限元模擬26-30
• 本章小結30-31
• 第三章 Ti6Al4V 鈦合金的熱-粘塑性本構關系31-46
• 3.1 Ti6Al4V 準靜態(tài)下力學性能31-33
• 3.1.1 單向拉伸、壓縮試驗設備及試樣31-32
• 3.1.2 試驗結果分析32-33
• 3.2 Ti6Al4V 動態(tài)力學性能33-41
• 3.2.1 試驗裝置系統(tǒng)34-37
• 3.2.2 試驗測試原理與基本方程37-38
• 3.2.3 動態(tài)壓縮試驗結果分析38-41
• 3.3 Johnson-Cook 本構方程參數(shù)擬合41-45
• 3.3.1 確定應變強化系數(shù)42-43
• 3.3.2 確定應變速率強化系數(shù)43-44
• 3.3.3 確定熱軟化系數(shù)44
• 3.3.4 參數(shù)驗證44-45
• 本章小結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 切屑分離準則51-52
• 4.2.5 切削熱的產(chǎn)生52
• 4.3 仿真結果及分析52-65
• 4.3.1 高速切削Ti6Al4V 有限元仿真結果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65-66
• 第五章 高速切削有限元仿真的試驗驗證66-74
• 5.1 高速正交車削試驗方案66-68
• 5.1.1 工件材料66
• 5.1.2 機床及刀具66-67
• 5.1.3 切削參數(shù)的設置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 切削力試驗與驗證70-71
• 5.4 切削溫度試驗與驗證71-72
• 5.5 切屑形態(tài)驗證72
• 本章小結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 總結74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-79
• 致謝79-80
• 在學期間的研究成果以及發(fā)表的學術論文80

【引證文獻】

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;2012年01期

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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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;2010年

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

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本文編號：322814