本文關(guān)鍵詞：高速切削切屑破壞特性及本構(gòu)關(guān)系的研究

  更多相關(guān)文章： 高速切削 本構(gòu)關(guān)系 切屑 損傷

【摘要】：在高速切削過(guò)程中,材料在發(fā)生變形時(shí)不可避免的伴隨著各種損傷,損傷對(duì)材料的動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系將會(huì)產(chǎn)生很大的影響。目前對(duì)于本構(gòu)關(guān)系的研究大多沒(méi)有考慮到損傷的影響,模擬結(jié)果有較大的誤差,建立準(zhǔn)確的高速切削加工工件材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能本構(gòu)模型是研究切削變形理論和切削過(guò)程模擬仿真的基礎(chǔ)。本文針對(duì)切削加工過(guò)程中材料的動(dòng)態(tài)破壞特性,采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,得到了切削參數(shù)對(duì)切屑形態(tài)的影響規(guī)律和計(jì)及損傷的材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系方程,具體研究工作如下:1、利用霍普金森壓縮試驗(yàn)得到了黃銅H62和青銅QAl9-4在較高溫度和應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析了應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度對(duì)黃銅H62和青銅QAl9-4的流動(dòng)應(yīng)力的影響趨勢(shì),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸計(jì)算,得到其高速切削加工的Johnson-cook本構(gòu)方程,是一種行之有效的高速切削本構(gòu)建模方法。以青銅QAl9-4為例,利用ABAQUS有限元軟件對(duì)切屑的形成過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真,得到了切屑的鋸齒化程度隨著切削速度的提高增強(qiáng),刀具前角從10o到-10o時(shí),切屑由帶狀變?yōu)殇忼X狀。2、對(duì)鈦合金TC4材料進(jìn)行了正交切削試驗(yàn),通過(guò)觀察切屑的宏觀形態(tài)和微觀形貌,得到了隨著切削速度和切削深度的增加,切屑的鋸齒化程度增強(qiáng),而進(jìn)給量對(duì)切屑的鋸齒化程度影響不大;3、通過(guò)掃描電鏡觀察QAl9-4在SHPB試驗(yàn)下的微損傷,在前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)塑性局域變形中部分塑性功直接轉(zhuǎn)換成微缺陷發(fā)展所需能量的思想,構(gòu)建損傷變量D,進(jìn)而建立了考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系方程,通過(guò)SHPB試驗(yàn)和切削試驗(yàn)驗(yàn)證了考慮損傷的本構(gòu)關(guān)系模型更準(zhǔn)確。
【關(guān)鍵詞】：高速切削 本構(gòu)關(guān)系 切屑 損傷
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG506.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 選題背景及研究意義11-13
• 1.2 高速切削變形理論研究13-16
• 1.2.1 高速切削時(shí)切屑的形成機(jī)理13-14
• 1.2.2 材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系的研究14-15
• 1.2.3 材料熱-黏塑性塑性本構(gòu)失穩(wěn)的研究15-16
• 1.3 高速切削切屑有限元模擬研究16-17
• 1.4 損傷力學(xué)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 目前存在的主要問(wèn)題19-20
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 銅合金動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的試驗(yàn)研究21-33
• 2.1 H62和QAl9-4 銅合金的材料性能21-23
• 2.2 霍普金森壓縮試驗(yàn)23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置和基本工作原理23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料與過(guò)程24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析25-31
• 2.3.1 黃銅H62的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能25-29
• 2.3.2 青銅QAL9-4 的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 材料的熱粘塑性本構(gòu)模型建立33-41
• 3.1 熱粘塑性本構(gòu)模型33-34
• 3.2 幾種銅合金的Johnson-Cook本構(gòu)方程34-39
• 3.2.1 鋁青銅QAl9-4 的J-C本構(gòu)參數(shù)擬合34-35
• 3.2.2 QAl9-4 和H62的J-C曲線擬合35-36
• 3.2.3 分析J-C模型參數(shù)的影響36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-41
• 第4章 切屑破壞特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬41-55
• 4.1 正交車(chē)削試驗(yàn)材料及方案42-44
• 4.1.1 工件材料選擇42
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備及方案42-44
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論44-49
• 4.2.1 切削速度對(duì)切屑破壞特性的影響44-45
• 4.2.2 進(jìn)給量對(duì)切屑破壞特性的影響45
• 4.2.3 背吃刀量對(duì)切屑破壞特性的影響45-46
• 4.2.4 切屑的微觀形態(tài)分析46-49
• 4.3 高速切削QAl9-4 的數(shù)值模擬49-53
• 4.3.1 幾何模型建立49-50
• 4.3.2 邊界條件50
• 4.3.3 刀-屑摩擦類(lèi)型50-51
• 4.3.4 切屑分離準(zhǔn)則51
• 4.3.5 材料模型51-53
• 4.4 銅合金QAl9-4 在不同條件下的切屑形態(tài)53-54
• 4.4.1 刀具前角對(duì)切屑鋸齒化程度的影響53
• 4.4.2 背吃刀量對(duì)切屑鋸齒化程度的影響53-54
• 4.4.3 切削速度對(duì)切屑鋸齒化程度的影響54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 高速切削考慮損傷的動(dòng)態(tài)破壞本構(gòu)關(guān)系研究55-67
• 5.1 絕熱剪切破壞特性55-56
• 5.2 含損傷的熱-粘塑性本構(gòu)方程56-58
• 5.3 損傷因子的建立58-60
• 5.4 考慮損傷演化的改進(jìn)型J-C本構(gòu)模型的建立60-61
• 5.5 實(shí)驗(yàn)算例及結(jié)果討論61-66
• 5.5.1 鋁青銅（QAl9-4）SHPB試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>61-62
• 5.5.2 正火態(tài)50SiMnVB鋼SHPB試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>62-63
• 5.5.3 正交切削45鋼模型63-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果74-75
• 致謝75-76

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