本文關(guān)鍵詞：非晶銅納米切削溫度場(chǎng)仿真研究

  更多相關(guān)文章： 非晶銅 納米切削 溫度 分子動(dòng)力學(xué)

【摘要】：與傳統(tǒng)晶態(tài)金屬不同,非晶態(tài)金屬內(nèi)部無(wú)位錯(cuò)、層錯(cuò)等微觀組織缺陷,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、化學(xué)性能,因此在航空航天、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。非晶態(tài)金屬在微觀組織結(jié)構(gòu)上處于亞穩(wěn)態(tài),對(duì)溫度敏感,在外界條件作用下容易發(fā)生脆性斷裂和晶態(tài)轉(zhuǎn)變。切削加工過(guò)程中非晶態(tài)金屬會(huì)經(jīng)歷復(fù)雜的熱力耦合形變過(guò)程,刀具表現(xiàn)出明顯的粘接磨損現(xiàn)象,切屑呈現(xiàn)高頻周期性剪切帶特征。越來(lái)越多的研究表明上述現(xiàn)象都與金屬玻璃的溫度敏感性有密切關(guān)系。因此,本文針對(duì)非晶態(tài)金屬中短程有序的原子團(tuán)簇微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用分子動(dòng)力學(xué)技術(shù)研究非晶態(tài)銅在納米切削過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布規(guī)律,以期為深入理解非晶態(tài)金屬切削形變機(jī)理奠定理論基礎(chǔ)。非晶銅工件通過(guò)快速冷卻法制備,研究液態(tài)銅從液相到玻璃相轉(zhuǎn)變過(guò)程中原子體積的變化,通過(guò)線性擬合找到原子體積變化率的拐點(diǎn),得到了非晶銅的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(g=774K)。分析非晶銅切削過(guò)程中的剪應(yīng)變,得到非晶銅切削過(guò)程中的剪切角和剪切帶,反映了金屬玻璃的拉壓不對(duì)稱性現(xiàn)象。分析了分子動(dòng)力學(xué)中對(duì)原子溫度計(jì)算存在的不足,提出了一種提升納米切削溫升計(jì)算精度的新思路。對(duì)非晶銅工件進(jìn)行合理分組,采用改進(jìn)后的計(jì)算方法對(duì)切削溫度進(jìn)行計(jì)算;研究了切削速度、切削深度和刀具幾何參數(shù)對(duì)切削溫度的影響。結(jié)合原子的變形過(guò)程總結(jié)了切削速度和切削深度對(duì)刀具前刀面溫度、切屑溫度和已加工表面溫度影響,分析得出切削速度對(duì)切削溫度影響明顯,切削深度對(duì)切削溫度影響不明顯;通過(guò)對(duì)已加工表面的溫度和徑向分布函數(shù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度沒(méi)有達(dá)到非晶銅的玻璃轉(zhuǎn)變溫度時(shí)已加工表面也發(fā)生了晶化,表明晶化是有外部條件共同作用的結(jié)果。通過(guò)采集工件中多處溫度數(shù)據(jù),繪制了工件層溫度等高線圖,發(fā)現(xiàn)了待加工表面溫度梯度最大,已加工表面溫度梯度最小,溫度最高點(diǎn)位于刀具后刀面下方,不同切削參數(shù)下,溫度最高點(diǎn)所在深度不同。除溫度最高點(diǎn)的位置外,在納米切削過(guò)程中微小的切削區(qū)域也存在與常規(guī)切削類似的溫度分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：非晶銅 納米切削 溫度 分子動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG506
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 非晶態(tài)金屬的優(yōu)異性能10-14
• 1.1.1 力學(xué)性能10-12
• 1.1.2 軟磁性能12-13
• 1.1.3 化學(xué)性能13-14
• 1.2 非晶態(tài)金屬的制備14-17
• 1.2.1 非晶態(tài)金屬的制備原理14-15
• 1.2.2 非晶態(tài)金屬的制備方法15-17
• 1.3 應(yīng)用領(lǐng)域和未來(lái)趨勢(shì)17-19
• 1.4 非晶態(tài)金屬熱力學(xué)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 課題研究目的和意義21-22
• 1.6 課題研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 分子動(dòng)力學(xué)中熱力學(xué)參數(shù)和溫度算法的優(yōu)化24-31
• 2.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬簡(jiǎn)介24
• 2.2 分子動(dòng)力學(xué)納米切削仿真中的勢(shì)函數(shù)和系綜的選擇24-26
• 2.3 熱力學(xué)信息26-28
• 2.4 溫度計(jì)算方法的優(yōu)化28-30
• 2.5 輸出數(shù)據(jù)的可視化30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 非晶銅納米切削建模與溫度分析31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 非晶銅納米切削分子動(dòng)力學(xué)建模31-33
• 3.3 確定非晶銅的玻璃轉(zhuǎn)變溫度33-35
• 3.4 非晶銅納米切削的剪切帶和剪切角35
• 3.5 切非晶銅納米切削仿真中的原子精確分組控制35-37
• 3.6 切削區(qū)域平均溫度的分析37-40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第4章 非晶銅納米切削過(guò)程中切削速度對(duì)溫度的影響及工件層溫度場(chǎng)分析42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 切削速度對(duì)溫度的影響42-49
• 4.2.1 切削速度對(duì)前刀面溫度的影響42-44
• 4.2.2 切削速度對(duì)切屑溫度影響44-46
• 4.2.3 切削速度對(duì)已加工表面溫升的影響46-49
• 4.3 工件層溫度場(chǎng)分析49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 切削深度對(duì)切削溫度的影響及溫度場(chǎng)分析53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 切削深度對(duì)切削溫度的影響53-56
• 5.2.1 切削深度對(duì)刀具前刀面溫度的影響53-54
• 5.2.2 切削深度對(duì)切屑溫度的影響54-55
• 5.2.3 切削深度對(duì)已加工表面的影響55-56
• 5.3 非晶銅納米切削工件層表層溫度場(chǎng)分析56-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周效鋒,陶淑芬;非晶態(tài)金屬及其應(yīng)用[J];曲靖師范學(xué)院學(xué)報(bào);2002年03期

2 白木 ,周潔 ,正字;非晶態(tài)金屬的性能[J];有色金屬;2003年02期

3 廖西平,陳建紅;世紀(jì)新材料——非晶態(tài)金屬[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

4 魏仲建;;非晶態(tài)金屬[J];河南科技;1982年06期

5 王仲禮;國(guó)外“非晶態(tài)金屬”新工藝及其應(yīng)用[J];國(guó)外金屬熱處理;1995年05期

6 曾耀星;非晶態(tài)金屬:本世紀(jì)新型材料的佼佼者[J];粉末冶金工業(yè);1996年01期

7 周效鋒,戴雯,陶淑芬;非晶態(tài)金屬材料發(fā)展及前景展望[J];云南師范大學(xué)學(xué)報(bào);2002年06期

8 胥鍇;吳子平;劉萍;;非晶態(tài)金屬材料研究現(xiàn)狀與前景[J];廣東有色金屬學(xué)報(bào);2005年04期

9 楊康;翟偉;;非晶態(tài)金屬材料產(chǎn)生、研究現(xiàn)狀與前景[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年30期

10 賴祖涵;陳秀芳;左秀忠;;非晶態(tài)金屬的力學(xué)性能[J];儀表材料;1979年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄒吉軍;張香文;熊中強(qiáng);王蒞;米鎮(zhèn)濤;;用于先進(jìn)高密度燃料加氫的Pd/γ-Al_2O_3非晶態(tài)催化劑[A];第十一屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 賈明申;非晶銅納米切削溫度場(chǎng)仿真研究[D];燕山大學(xué);2016年

2 左晨曦;非晶態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的無(wú)規(guī)密堆模型MC模擬及其優(yōu)化研究[D];南京理工大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：589196