發(fā)布時間：2017-07-21 01:23

  本文關鍵詞：WC-Co硬質合金微觀結構參數化建模及性能研究

  更多相關文章： WC-Co硬質合金 參數化模型 有限元法 殘余熱應力 梯度結構

【摘要】：目前國內外對硬質合金的傳統(tǒng)研究方法主要集中在實驗的基礎上,實驗需要花費大量的人力與物力,并受材料本身復雜性的影響難以準確得出材料內部微觀結構對其宏觀性能的影響。而通過各種算法可實現材料的微觀結構參數化并結合有限元法進行合金力學性能模擬,可有效節(jié)約材料成本,縮短材料開發(fā)周期。提出了基于WC-Co硬質合金真實微觀結構,開發(fā)“自適應“建立二維微觀結構參數化模型的方法,統(tǒng)計真實微觀結構的WC平均晶粒尺寸及其分布,WC晶粒長短徑、形心位置及Co含量等特征參數。并提出根據“長方形和橢圓等效”法進行晶粒長短徑的統(tǒng)計�；贑AD二次開發(fā),進行WC顆粒投放,最終建立了反映真實微觀組織的參數化模型。結果表明WC-Co硬質合金微觀參數化模型的參數設計值與實驗測得值基本吻合,驗證了參數化模型的可靠性。基于自適應參數化建模法生成不同Co含量的WC-Co硬質微觀結構自適應參數化模型。并建立微觀結構有限元模型,定量研究Co含量的變化對合金力學性能的影響,以及進行微觀各相變形機理分析。研究表明合金內Co含量越低則合金強度越高,并發(fā)現微觀結構內部應力主要集中于WC與WC界面較小鄰接處。基于自適應參數化建模法生成兩種不同晶粒尺寸(納米晶與亞微晶)的不同分布方差的WC-Co硬質合金微觀結構參數模型。并建立微觀結構有限元模型,研究WC晶粒粒度對合金力學性能的影響,結果表明未考慮晶粒界面及晶粒尺度效應則晶粒分布方差對納米合金的力學性能影響不大;晶粒分布方差越小亞微合金力學性能越好;一定范圍內的晶粒尺寸差異對合金力學性能影響較小�；谧赃m應參數化建模法生成不同梯度層(Co含量不同)的Ti C涂層梯度結構微觀結構參數化模型。并建立預測殘余熱應力的微觀結構有限元模型,研究梯度層Co含量的變化對涂層殘余熱應力包括徑向應力,剪切應力以及等效Mises應力的影響。研究表明富Co梯度層有助于降低合金涂層內殘余熱應力,但梯度層Co含量也并非越高越好。
【關鍵詞】：WC-Co硬質合金 參數化模型 有限元法 殘余熱應力 梯度結構
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG135.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 引言12
• 1.2 硬質合金材料簡介12-15
• 1.2.1 硬質合金材料概述12-13
• 1.2.2 硬質合金材料的發(fā)展歷程13
• 1.2.3 硬質合金材料的發(fā)展現狀13-15
• 1.3 材料計算機模擬的簡介15-17
• 1.3.1 材料計算機模擬技術概述15-16
• 1.3.2 有限元法概述16-17
• 1.4 硬質合金刀具材料計算機模擬研究17-19
• 1.4.1 硬質合金刀具材料計算機模擬研究概況17-18
• 1.4.2 硬質合金參數化建模研究現狀18-19
• 1.5 本課題研究的目的、意義及主要內容19-21
• 1.5.1 本課題研究的目的、意義19-20
• 1.5.2 本課題研究的主要內容20-21
• 第2章 WC-Co硬質合金微觀結構自適應參數化建模21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 WC-Co硬質合金自適應參數化組織模擬方法21-26
• 2.2.1 WC-Co硬質合金微觀結構特征參數統(tǒng)計21-23
• 2.2.2 WC晶粒等效表征23-24
• 2.2.3 自適應參數化建模24-26
• 2.3 參數化模擬結果分析與討論26-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 Co含量變化的組織和力學性能的模擬分析30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 Co含量變化的組織和力學性能模擬方法30-31
• 3.2.1 Co含量變化的組織模擬30-31
• 3.2.2 基于不同Co含量的有限元模型31
• 3.2.3 邊界條件31
• 3.3 Co含量變化的組織與力學性能模擬結果分析與討論31-36
• 3.3.1 Co含量變化的組織模擬結果分析與討論31-33
• 3.3.2 Co含量變化的力學性能數值模擬結果分析與討論33-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第4章 WC晶粒粒度對合金力學性能影響的數值模擬分析37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 不同WC晶粒粒度的組織和力學性能模擬方法37-39
• 4.2.1 不同WC晶粒粒度的組織模擬37-38
• 4.2.2 基于不同WC晶粒粒度的有限元模型38-39
• 4.2.3 邊界條件39
• 4.3 不同WC晶粒粒度的組織與力學性能模擬結果分析與討論39-47
• 4.3.1 不同WC晶粒粒度的組織模擬結果分析與討論39-42
• 4.3.2 不同WC晶粒粒度的力學性能數值模擬結果分析與討論42-47
• 4.4 本章小結47-48
• 第5章 TiC涂層梯度結構殘余熱應力的數值模擬分析48-63
• 5.1 引言48
• 5.2 TiC涂層梯度結構參數化建模和殘余熱應力數值模擬方法48-50
• 5.2.1 TiC涂層梯度結構參數化建模48-49
• 5.2.2 基于TiC涂層梯度結構的有限元模型49
• 5.2.3 邊界條件49-50
• 5.3 參數化建模與殘余熱應力數值模擬結果分析與討論50-62
• 5.3.1 參數化建模結果分析與討論50-51
• 5.3.2 梯度層不同Co含量對涂層X徑向應力S11影響51-56
• 5.3.3 梯度層不同Co含量對涂層剪切應力S12影響56-59
• 5.3.4 梯度層不同Co含量對涂層等效Mises應力影響59-62
• 5.4 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果69-70
• 致謝70-71

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本文編號：570892