本文關(guān)鍵詞：面向45~#鋼切削殘余應(yīng)力仿真的JC本構(gòu)模型參數(shù)和刀—屑摩擦系數(shù)的確定

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【摘要】：在加工過程中,零件表面無可避免地會產(chǎn)生殘余應(yīng)力,殘余應(yīng)力直接影響加工零件的使用性能和疲勞壽命,使用有限元軟件對切削過程中的殘余應(yīng)力進(jìn)行仿真是研究殘余應(yīng)力的一種重要手段,建立準(zhǔn)確的殘余應(yīng)力仿真模型對于指導(dǎo)生產(chǎn)加工具有重要的工程應(yīng)用價值。有限元關(guān)鍵技術(shù)中的工件的材料本構(gòu)模型和刀-屑摩擦系數(shù)對殘余應(yīng)力仿真結(jié)果有著重要的影響,準(zhǔn)確確定仿真過程中的材料本構(gòu)模型參數(shù)和刀-屑摩擦系數(shù)是提高殘余應(yīng)力仿真精度的關(guān)鍵。基于專業(yè)切削有限元軟件Advant Edge FEM研究45#鋼不同的JC本構(gòu)模型和刀-屑摩擦系數(shù)對切削力和殘余應(yīng)力仿真結(jié)果的影響,得出了主切削力對本構(gòu)模型參數(shù)的變化更為敏感而進(jìn)給力對刀-屑摩擦系數(shù)的變化更為敏感這一結(jié)論。提出結(jié)合有限元法和切削實(shí)驗(yàn)確定45#鋼的JC本構(gòu)模型參數(shù)和刀-屑摩擦系數(shù)的方法,以提高切削殘余應(yīng)力的仿真精度。對有限元反向求解法做出改進(jìn)并以此確定45#鋼JC本構(gòu)模型參數(shù),與未改進(jìn)的方法相比,保持相同的切削力預(yù)測精度,卻減少了40%工作量;與通過切削試驗(yàn)法和SHPB實(shí)驗(yàn)確定的材料JC本構(gòu)模型參數(shù)相比,具有更高的切削力預(yù)測精度,表明了改進(jìn)的有限元反向求解法的高效性和合理性。結(jié)合有限元法和正交車削試驗(yàn)確定刀-屑摩擦系數(shù),并建立刀-屑摩擦系數(shù)關(guān)于切削變量和刀具前角的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?確定不同切削條件下的刀-屑摩擦系數(shù)并將其代入有限元軟件進(jìn)行切削力仿真,主切削力和進(jìn)給力的平均相對誤差分別為12.46%、2.99%。最后根據(jù)所提方法確定45#鋼的JC本構(gòu)模型參數(shù)和刀-屑摩擦系數(shù)并建立切削殘余應(yīng)力的仿真模型,提取最大殘余拉應(yīng)力仿真值,與實(shí)驗(yàn)實(shí)測值進(jìn)行比較,平均誤差為7%;同時,仿真殘余應(yīng)力與實(shí)測殘余應(yīng)力的分布趨勢大致吻合,證明所提方法的可行性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：殘余應(yīng)力 有限元法 JC本構(gòu)模型 刀-屑摩擦系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG501
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題的來源、目的及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 不同的 45~#鋼JC本構(gòu)模型和刀-屑摩擦系數(shù)對仿真結(jié)果影響的分析16-26
• 2.1 Advant Edge有限元軟件概述和正交切削45~#鋼有限元模擬16-18
• 2.2 材料JC本構(gòu)模型對仿真結(jié)果影響的分析18-22
• 2.3 刀-屑摩擦系數(shù)對仿真結(jié)果影響的分析22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 45~#鋼JC本構(gòu)模型參數(shù)的確定26-40
• 3.1 基于有限元法確定材料JC本構(gòu)模型參數(shù)26-34
• 3.2 基于DPZD模型確定材料JC本構(gòu)模型參數(shù)34-37
• 3.3 確定材料JC本構(gòu)模型參數(shù)方法的比較37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 刀-屑摩擦系數(shù)模型的建立及分析40-50
• 4.1 刀-屑摩擦系數(shù)的確定方法40-41
• 4.2 刀-屑摩擦系數(shù)模型的建立與驗(yàn)證41-46
• 4.3 刀-屑摩擦系數(shù)模型的分析46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 切削殘余應(yīng)力仿真模型的建立及殘余應(yīng)力預(yù)測50-55
• 5.1 殘余應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)理50
• 5.2 切削殘余應(yīng)力仿真模型的建立50-51
• 5.3 殘余應(yīng)力預(yù)測51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 6 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 全文總結(jié)55-56
• 6.2 研究展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：756802