本文關(guān)鍵詞：考慮加工粘附行為的鋁合金6061-T6銑削仿真與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 6061-T6鋁合金 有限元分析 粘附行為 積屑瘤 本構(gòu)方程

【摘要】：隨著高速鐵路與航空技術(shù)的迅速發(fā)展,6061鋁合金以其具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好,并且容易制造焊接為復(fù)雜曲面等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于動(dòng)車、高鐵車廂制造。然而,由于鋁合金自身粘軟的特性使其在切削加工過程中極易出現(xiàn)流變效應(yīng)而發(fā)生粘附現(xiàn)象。鋁合金的粘附行為也直接導(dǎo)致在切削加工鋁合金材料時(shí)刀具表面積聚積屑瘤現(xiàn)象相對(duì)于其他金屬材料更加明顯。另一方面,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展,有限元技術(shù)在金屬切削領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,有限元仿真技術(shù)是通過建立刀具與被加工工件的幾何物理模型的方法來模擬切削加工過程。本文根據(jù)銑削過程中刀尖次擺線運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測未變形切屑形狀,基于有限元分析軟件Abaqus和AdvantEdge FEM建立考慮粘附行為的6061-T6鋁合金銑削有限元模型,并進(jìn)行驗(yàn)證性銑削實(shí)驗(yàn),對(duì)比驗(yàn)證銑削力、銑削溫度和切屑形態(tài)三個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型預(yù)測結(jié)果。驗(yàn)證性銑削實(shí)驗(yàn)過程中的溫度測量采用改進(jìn)后的半人工熱電偶方法,將厚度較薄的康銅帶代替康銅絲,彌補(bǔ)傳統(tǒng)半人工熱電偶法測量銑削過程中某一點(diǎn)瞬時(shí)溫度的不足,增加了溫度測量的廣度,有效提高測量響應(yīng)精度和測量精度。銑削實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,通過對(duì)前刀面上積屑瘤的高度測量統(tǒng)計(jì),反應(yīng)不同刀具和銑削參數(shù)對(duì)銑削過程的影響程度。從實(shí)驗(yàn)中獲得的三向銑削力和溫度數(shù)據(jù),通過極差分析法分析了刀具與銑削參數(shù)對(duì)銑削力、銑削溫度的影響。對(duì)于X向銑削力,軸向切深的影響程度最高,主軸轉(zhuǎn)速的影響程度最低,其次是每齒進(jìn)給量和徑向切深。對(duì)于Y向銑削力,主軸轉(zhuǎn)速影響程度最高,徑向切深最低。銑削溫度的影響程度大小為:主軸轉(zhuǎn)速每齒進(jìn)給量軸向切深徑向切深。獲得最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案:主軸轉(zhuǎn)速為7000r/min,每齒進(jìn)給量為0.2mm,徑向切深與軸向切深均為1mm。對(duì)比模型預(yù)測與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:考慮粘附現(xiàn)象的6061-T6鋁合金銑削有限元模型預(yù)測銑削力誤差不超過10.3%,銑削溫度誤差不超過+12%,結(jié)合切屑形態(tài)對(duì)比,結(jié)果均優(yōu)于未考慮粘附行為的模型預(yù)測結(jié)果。通過以上實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù),驗(yàn)證了考慮粘附現(xiàn)象有限元模型的準(zhǔn)確性。通過建立更符合實(shí)際工況的鋁合金銑削有限元模型,將有助于降低加工過程中刀具的磨損,大幅延長刀具的使用壽命以及探究工件加工過程中最佳工藝參數(shù),為企業(yè)節(jié)省大量的材料、人工和時(shí)間成本,對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：6061-T6鋁合金 有限元分析 粘附行為 積屑瘤 本構(gòu)方程
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題背景13-15
• 1.1.1 課題來源13
• 1.1.2 課題研究背景13-14
• 1.1.3 課題研究的目的及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 切削有限元仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 切削過程中鋁合金粘附現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 銑削過程中銑削力與銑削溫度研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第2章 鋁合金6061-T6銑削過程有限元建模21-37
• 2.1 金屬切削仿真關(guān)鍵技術(shù)21-25
• 2.1.1 本構(gòu)模型21-22
• 2.1.2 切屑分離準(zhǔn)則22-24
• 2.1.3 熱傳遞模型24-25
• 2.1.4 刀屑摩擦模型25
• 2.2 鋁合金銑削過程二維有限元建模25-32
• 2.2.1 金屬切削有限元仿真軟件abaqus簡介25-26
• 2.2.2 刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡26-27
• 2.2.3 有限元網(wǎng)格的劃分27-29
• 2.2.4 材料屬性和分析步的定義29-30
• 2.2.5 接觸性質(zhì)與邊界條件30-31
• 2.2.6 銑屑形成過程仿真31-32
• 2.3 鋁合金銑削過程三維有限元建模32-36
• 2.3.1 金屬切削有限元仿真軟件AdvantEdge FEM簡介32-33
• 2.3.2 有限元網(wǎng)格劃分33-34
• 2.3.3 銑削參數(shù)的設(shè)定34-35
• 2.3.4 切屑形成過程的仿真35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 考慮粘附行為的銑削有限元建模與分析37-45
• 3.1 鋁合金的粘附行為與分析37-40
• 3.1.1 積屑瘤的形成過程37
• 3.1.2 積屑瘤的作用37-38
• 3.1.3 鋁合金的粘附行為38-39
• 3.1.4 鋁合金粘附行為機(jī)理研究39-40
• 3.2 考慮粘附行為的鋁合金銑削過程有限元建模40-44
• 3.2.1 考慮粘附行為的參數(shù)選定40
• 3.2.2 考慮粘附行為的有限元建模過程40-41
• 3.2.3 有限元模擬結(jié)果分析41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 鋁合金6061-T6銑削實(shí)驗(yàn)45-59
• 4.1 鋁合金6061-T6銑削實(shí)驗(yàn)45-51
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置45-47
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)材料47-49
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置49-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)測試方案51-57
• 4.2.1 銑削力的測量51-52
• 4.2.2 銑削溫度的測量52-53
• 4.2.3 切屑與積屑瘤形態(tài)觀測53-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第5章 鋁合金6061-T6銑削結(jié)果分析與有限元模型驗(yàn)證59-71
• 5.1 銑削力結(jié)果分析與模型驗(yàn)證59-65
• 5.1.1 銑削力結(jié)果分析59-61
• 5.1.2 銑削力有限元模型驗(yàn)證61-63
• 5.1.3 銑削力影響因素分析63-65
• 5.2 銑削溫度結(jié)果分析與模型驗(yàn)證65-68
• 5.2.1 銑削溫度結(jié)果分析65-67
• 5.2.2 銑削溫度的影響因素67-68
• 5.3 切屑形態(tài)模型驗(yàn)證68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 主要結(jié)論71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文及成果79-81
• 致謝81

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 謝延翠;徐崇義;;7A04-T6鋁合金變截面板材的生產(chǎn)工藝[J];輕合金加工技術(shù);2007年10期

2 吳圣川;張衛(wèi)華;焦匯勝;付亞楠;;激光-電弧復(fù)合焊接7075-T6鋁合金接頭軟化行為[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2013年07期

3 劉斌,吳克,蔡敬民,王灝,汪昌毓,張正龍,潘仁瑞;木霉T6木聚糖酶制劑研究[J];生物學(xué)雜志;2000年02期

4 趙文芝;;2A14-T6鋁合金棒材性能不合格的試驗(yàn)研究[J];輕合金加工技術(shù);2009年12期

5 徐道春;馮平法;郁鼎文;吳志軍;;鋁合金6061-T6高速切削物理仿真材料本構(gòu)模型[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2012年12期

6 吳克,劉斌,張潔,吳茜茜,李昌東,蔡敬民,潘仁瑞;木霉T6木聚糖酶液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)研究[J];食品與發(fā)酵工業(yè);2001年03期

7 劉經(jīng)樹,文方;穩(wěn)定6A02T6大斷面型材性能的方法[J];鋁加工;2003年03期

8 敖尚龍;;大規(guī)格6082T6鋁合金棒材力學(xué)性能控制[J];鋁加工;2009年05期

9 盛若川;;提高606-T6鋁合金強(qiáng)度值的探討[J];杭氧科技;2002年Z2期

10 林光磊;;7A04-T6鋁合金棒材生產(chǎn)工藝研究[J];輕合金加工技術(shù);2007年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉浩;劉四文;唐丹;王俊;解益;鄧小倩;;往復(fù)式步行矯形器在T6以上脊髓損傷康復(fù)中的應(yīng)用探討[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第五屆全國康復(fù)治療學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 徐韋鋒;劉金合;欒國紅;董春林;;2219-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭彎曲性能的研究[A];陜西省焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 宋東福;戚文軍;梁濤;王海艷;周楠;;焊后時(shí)效對(duì)6061-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的影響[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)第十四屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報(bào)記者 賀樹龍;商務(wù)平板新貴:E人E本T6初體驗(yàn)[N];中國電腦教育報(bào);2013年

2 本報(bào)記者 霍光;立足全局的海爾T6[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張玉騰;考慮加工粘附行為的鋁合金6061-T6銑削仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];青島理工大學(xué);2016年

2 陳加華;7075-T6鋁合金攪拌摩擦焊疲勞裂紋擴(kuò)展與斷口特征研究[D];天津大學(xué);2008年

3 孫紅梅;6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織和性能的研究[D];北京交通大學(xué);2009年

4 徐曉波;激光—電弧復(fù)合焊接7075-T6鋁合金接頭的疲勞斷裂特性[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：822145