SiCp/Al復(fù)合材料是一類顆粒增強型金屬基復(fù)合材料,它具有比強度高、熱變形小、尺寸穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性能良好、高溫下耐磨損耐疲勞、不吸濕、不老化和化學(xué)性能穩(wěn)等優(yōu)點。因此該材料在航空航天、汽車、電子封裝、體育器材和醫(yī)療器械等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但是在切削加工中高強度的增強相SiCp顆粒使得刀具的磨損嚴重,顆粒的斷裂、拔出等現(xiàn)象造成了已加工表面質(zhì)量的嚴重下降。這一系列的問題亟需解決。應(yīng)用有限元仿真的方法對加工過程進行仿真可以為問題的解決提供一種有效而又低成本的方法。目前,國內(nèi)外對該材料加工過程的仿真已經(jīng)逐漸展開,但是基礎(chǔ)性的問題一直沒有得以很好的解決。本文使用大型有限元仿真軟件ABAQUS對SiCp/Al復(fù)合材料進行多種形式的建模仿真,并對相關(guān)結(jié)果給予了驗證。主要研究內(nèi)容如下:1、建立適用于本研究中SiCp/Al復(fù)合材料的Johnson-Cook本構(gòu)關(guān)系方程。進行了一系列的基礎(chǔ)材料試驗,包括準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗、分離式霍普金森壓桿試驗和準(zhǔn)直角自由切削試驗等,對Al6063基體和多種體積分數(shù)的SiCp/Al復(fù)合材料的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能進行了研究。最終歸納得出適用于該材料的J-C本構(gòu)方程。2、應(yīng)用AB... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 鋁基碳化硅動力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外復(fù)合材料本構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.4 鋁基碳化硅有限元仿真研究現(xiàn)狀
        1.4.1 鋁基碳化硅力學(xué)實驗仿真研究
        1.4.2 鋁基碳化硅切削仿真研究現(xiàn)狀
    1.5 論文體系結(jié)構(gòu)和研究內(nèi)容
        1.5.1 技術(shù)路線
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 鋁基碳化硅復(fù)合材料本構(gòu)模型研究
    2.1 確定材料本構(gòu)的試驗方法
        2.1.1 準(zhǔn)靜態(tài)試驗方法
        2.1.2 動態(tài)試驗方法
    2.3 試驗方案
        2.3.1SHPB試驗方案
        2.3.2 其他試驗方案
    2.4 試驗結(jié)果與本構(gòu)推導(dǎo)
        2.4.1 65%SiCp/Al本構(gòu)推導(dǎo)
        2.4.2 不同體積分數(shù)SiCp/Al實驗結(jié)果
        2.4.3 多體積分數(shù)SiCp/Al的本構(gòu)推導(dǎo)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 三維多相壓縮仿真
    3.1 有限元分析簡介
        3.1.1 有限元分析原理
        3.1.2 ABAQUS軟件介紹
    3.2 壓縮仿真研究內(nèi)容
    3.3 三種形式建模
        3.3.1 等效均質(zhì)模型
        3.3.2 tie聯(lián)結(jié)模型
        3.3.3 粘性單元界面
    3.4 邊界條件
    3.5 仿真計算結(jié)果
        3.5.1 tie聯(lián)結(jié)模型結(jié)果
        3.5.2 粘性單元模型結(jié)果
        3.5.3 各模型仿真結(jié)果對比
    3.6 本章小結(jié)
第4章 三維銑削仿真
    4.1 切削加工仿真中的關(guān)鍵技術(shù)
        4.1.1 仿真分析方法
        4.1.2 工件三維建模及銑削模型選擇
        4.1.3 材料失效準(zhǔn)則
        4.1.4 切屑分離準(zhǔn)則和分離方式
        4.1.5 刀-屑接觸和摩擦模型
        4.1.6 材料屬性
    4.2 三維銑削模型的建立
        4.2.1 刀具建模
        4.2.2 工件材料建模
        4.2.3 裝配與邊界條件
    4.3 仿真結(jié)果分析
        4.3.1 銑削力仿真結(jié)果
        4.3.2 Von Mises應(yīng)力場
    4.4 本章小結(jié)
第5章 銑削試驗分析和仿真驗證
    5.1 銑削力分析
        5.1.1 SiCp/Al復(fù)合材料切削力分析
        5.1.2 銑削力周期性分析
    5.2 銑削試驗
        5.2.1 試驗設(shè)備
        5.2.2 試驗方案
    5.3 試驗結(jié)果和仿真驗證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的顆粒增強鋁基復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 張建軍,郭勝利,陳東.  熱加工工藝. 2014(14)
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[3]SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料的熱變形本構(gòu)方程及其優(yōu)化[J]. 張鵬,李付國,李惠曲.  航空材料學(xué)報. 2009(01)
[4]反應(yīng)合成Ag/SnO2復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 劉滿門,陳敬超,張志偉,周曉龍,郭榮鑫,張昆華,耿永紅.  稀有金屬材料與工程. 2008(07)
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博士論文
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碩士論文
[1]鋁基碳化硅精密銑削過程有限元仿真及實驗研究[D]. 楊嘉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]高應(yīng)變率下純鈦TA2動態(tài)力學(xué)性能各向異性和微觀組織觀察[D]. 常亞喆.中南大學(xué) 2008
[3]SiCp/2024Al復(fù)合材料的動態(tài)壓縮及拉伸性能研究[D]. 石家儀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[4]高速銑削過程建模與仿真[D]. 陳占暉.南京理工大學(xué) 2006



本文編號：3469556