本文關(guān)鍵詞：細(xì)觀尺度下切削鈦合金刀具接觸過(guò)程的研究

  更多相關(guān)文章： 微凸體 水平滑動(dòng)接觸 靜態(tài)擠壓接觸 有限元模型

【摘要】：硬質(zhì)合金刀具在材料的切削加工過(guò)程中,由于刀具和工件材料本身的特性以及加工參數(shù)和外界因素的影響導(dǎo)致刀具的摩擦磨損現(xiàn)象。從細(xì)觀尺度分析,摩擦磨損其實(shí)是分布在兩接觸表面的眾多微凸體的相互滑動(dòng)擠壓作用過(guò)程。本文即是從細(xì)觀尺度出發(fā),以彈性和彈塑性球面接觸理論為基礎(chǔ),研究刀具在切削加工工件過(guò)程中兩接觸表面之間一對(duì)微凸體的滑動(dòng)擠壓變形過(guò)程,以及加工過(guò)程中一些硬質(zhì)點(diǎn)的存在對(duì)刀具后刀面產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象。通過(guò)有限元仿真軟件建立細(xì)觀尺度接觸模型,研究不同分析參數(shù)條件下硬質(zhì)合金微凸體接觸表面所受應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律。本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行課題研究:首先,利用TR200表面粗糙度測(cè)量?jī)x對(duì)硬質(zhì)合金刀具后刀面表面形貌進(jìn)行測(cè)量同時(shí)采集能表征表面粗糙度的數(shù)據(jù)參數(shù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到表面形貌的微觀不平性,并通過(guò)表面粗糙度參數(shù)關(guān)系式得到表面微凸體半徑大小范圍,為有限元仿真建模提供數(shù)據(jù)參考。其次,通過(guò)用全面試驗(yàn)設(shè)計(jì)法安排仿真實(shí)驗(yàn),運(yùn)用有限元仿真軟件ABAQUS構(gòu)建微凸體接觸模型,分別研究水平滑動(dòng)接觸和靜態(tài)擠壓接觸過(guò)程中垂直干涉量的無(wú)量綱值、滑動(dòng)速度、微凸體半徑以及擠壓深度的變化對(duì)硬質(zhì)合金微凸體表面應(yīng)力分布范圍以及應(yīng)力值大小變化規(guī)律的影響,運(yùn)用數(shù)學(xué)處理軟件對(duì)有限元仿真得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,建立硬質(zhì)合金接觸表面最大應(yīng)力值與滑動(dòng)速度、微凸體半徑值以及擠壓深度等因素間的關(guān)系預(yù)測(cè)模型。最后,研究在滑動(dòng)接觸表面間存在的硬質(zhì)點(diǎn)對(duì)硬質(zhì)合金表面的擠壓磨損情況。把硬質(zhì)點(diǎn)看成剛體,研究不同半徑和擠壓深度條件下,硬質(zhì)合金表面所受到的殘余應(yīng)力和作用力大小變化情況,分析得到各因素對(duì)表面磨損的影響規(guī)律,為深入研究硬質(zhì)點(diǎn)的磨粒磨損做一個(gè)鋪墊。
【關(guān)鍵詞】：微凸體 水平滑動(dòng)接觸 靜態(tài)擠壓接觸 有限元模型
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG506
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及課題來(lái)源9-10
• 1.2 分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 鈦合金切削加工研究發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.2.2 切削刀具摩擦磨損研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 有限元仿真分析的發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.2.4 細(xì)觀尺度研究的發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 課題研究目的和意義13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 鈦合金難加工性及加工刀具的細(xì)觀磨損分析15-22
• 2.1 鈦合金性能及難加工性分析15
• 2.2 鈦合金切削刀具性能及刀具的摩擦磨損15-17
• 2.2.1 切削鈦合金刀具性能分析15-16
• 2.2.2 鈦合金切削過(guò)程中刀具的摩擦磨損16-17
• 2.3 摩擦磨損理論基礎(chǔ)及刀具磨損細(xì)觀尺度分析17-21
• 2.3.1 摩擦磨損理論基礎(chǔ)17-19
• 2.3.2 切削鈦合金刀具摩擦磨損細(xì)觀尺度分析19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 刀具后刀面表面形貌參數(shù)測(cè)量22-28
• 3.1 表面形貌參數(shù)采集22-27
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量原理分析23-24
• 3.1.2 測(cè)量準(zhǔn)備工作及測(cè)量方案24-25
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集整理25-27
• 3.2 本章小結(jié)27-28
• 第四章 基于有限元的微凸體滑動(dòng)接觸模型構(gòu)建及分析28-42
• 4.1 滑動(dòng)接觸模型構(gòu)建理論基礎(chǔ)28
• 4.2 滑動(dòng)接觸模型的建立28-34
• 4.2.1 幾何理論模型分析29-32
• 4.2.2 有限元接觸模型構(gòu)建32-33
• 4.2.3 材料本構(gòu)模型33-34
• 4.2.4 有限元仿真模型驗(yàn)證34
• 4.3 微凸體滑動(dòng)接觸仿真實(shí)驗(yàn)安排34-36
• 4.4 仿真數(shù)據(jù)處理及結(jié)論36-41
• 4.4.1 仿真應(yīng)力圖規(guī)律性分析36-38
• 4.4.2 仿真數(shù)據(jù)回歸分析38-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 微觀尺度下刀具表面靜態(tài)彈塑性接觸模型構(gòu)建及分析42-53
• 5.1 接觸表面的細(xì)觀模型構(gòu)建理論42-43
• 5.2 硬質(zhì)合金和鈦合金微凸體靜態(tài)擠壓接觸43-47
• 5.2.1 靜態(tài)擠壓接觸仿真模型構(gòu)建43-44
• 5.2.2 靜態(tài)擠壓接觸仿真實(shí)驗(yàn)安排44-45
• 5.2.3 數(shù)據(jù)處理與規(guī)律分析45-47
• 5.3 硬質(zhì)顆粒對(duì)硬質(zhì)合金表面的擠壓作用47-51
• 5.3.1 擠壓接觸仿真模型構(gòu)建47-48
• 5.3.2 靜態(tài)擠壓接觸仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析48-51
• 5.4 本章小結(jié)51-53
• 第六章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 研究結(jié)論53
• 6.2 研究展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明58-59
• 致謝59-60

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本文編號(hào)：770637