本文選題：微結(jié)構(gòu)　切入點：切削仿真　出處：《山東大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,隨著航空航天、信息處理、生物醫(yī)學以及微電子技術(shù)的發(fā)展,人們對具有特定功能微結(jié)構(gòu)表面的需求越來越廣泛,受應用需求驅(qū)動的影響,目前,國內(nèi)外針對微結(jié)構(gòu)功能表面制造技術(shù)的研究也在不斷深入,同時新的加工方式也在不斷出現(xiàn),因微切削加工技術(shù)具有加工材料范圍廣泛、加工成本低、生產(chǎn)效率高等諸多優(yōu)點,從而成為微結(jié)構(gòu)功能表面的主要加工技術(shù)之一。本文針對微結(jié)構(gòu)功能表面的具體應用,通過微切削實驗結(jié)合有限元仿真,研究了切削參數(shù)對微結(jié)構(gòu)表面質(zhì)量的影響及微切削過程中尺度效應的存在。具體研究內(nèi)容如下： 微切削加工的有限元建模及仿真�；趹兲荻人苄岳碚�,針對以經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學為理論基礎的傳統(tǒng)的切削仿真模型難以反應微切削過程中尺度效應對工件材料變形的影響,應用微觀力學應變梯度理論,以商用有限元軟件ABAQUS/Explicit為平臺,對傳統(tǒng)的Johnson-Cook(JC)材料本構(gòu)模型進行了修正,建立了反應微切削條件下的切削仿真模型,并借助該模型分析了微切削條件下刃口圓弧半徑和切削厚度對第一變形區(qū)切削應力、等效塑性應變及切屑變形的影響,通過對比宏觀切削,驗證了微切削過程中材料尺度效應的存在。 微切削加工的表面質(zhì)量研究。以微結(jié)構(gòu)信息存儲為應用背景,針對在微結(jié)構(gòu)功能表面中應用較廣泛的微型溝槽結(jié)構(gòu),通過微溝槽切削實驗,對比了不同切削參數(shù)下切屑的形貌,研究了切削深度和切削速度對微結(jié)構(gòu)形狀精度及表面質(zhì)量的影響：切削深度越小,切屑連續(xù)性越差,刀尖圓弧半徑對微溝槽成型的影響越明顯,切削速度的提高可以有效的提高微溝槽表面質(zhì)量但會降低其形狀精度。 微結(jié)構(gòu)功能表面在信息儲存中的應用研究。針對機械產(chǎn)品在生命周期不同階段加工和使用信息的記錄和存儲,提出了適用于機械產(chǎn)品信息存儲的方式,運用通用的信息編碼格式,結(jié)合微切削技術(shù),在工件表面實現(xiàn)了能夠用于信息儲存的不等間距微溝槽結(jié)構(gòu)的加工。
[Abstract]:In recent years, with the development of aerospace, information processing, biomedicine and microelectronic technology, people have more and more extensive demand for microstructural surfaces with specific functions, which is influenced by the application demand. At home and abroad, the research of micro-structure functional surface manufacturing technology is also deepening, at the same time, new processing methods are emerging, because micro-machining technology has many advantages, such as wide range of processing materials, low processing cost, high production efficiency and so on. Therefore, it has become one of the main machining techniques of microstructural functional surface. In this paper, according to the specific application of microstructural functional surface, the micromachining experiment is combined with finite element simulation. The influence of cutting parameters on the surface quality of microstructure and the existence of mesoscale effect in the process of micromachining are studied. Finite element modeling and simulation of micromachining. Based on strain gradient plasticity theory, It is difficult for the traditional cutting simulation model based on classical continuum mechanics to reflect the effect of mesoscale effect on the deformation of workpiece material during micro cutting. The strain gradient theory of micro mechanics is applied and the commercial finite element software ABAQUS/Explicit is used as the platform. The traditional Johnson-Cook-JC material constitutive model is modified, and the cutting simulation model under reactive micro-cutting condition is established. The cutting stress in the first deformation region is analyzed by the cutting radius and thickness of the cutting edge under the micro-cutting condition. The effect of equivalent plastic strain and chip deformation is verified by comparing the macroscopic cutting. Research on the surface quality of micromachining. Based on the application background of microstructural information storage, aiming at the micro-grooves which are widely used on the functional surfaces of microstructures, the experiments of micro-grooves cutting are carried out. The effects of cutting depth and cutting speed on the shape accuracy and surface quality of microstructures were studied. The smaller the cutting depth, the worse the chip continuity. The more obvious the influence of the arc radius of the knife tip on the shaping of the micro-groove, the higher the cutting speed is, the more the surface quality of the micro-groove can be improved, but the shape accuracy will be reduced. Research on the Application of Microstructure functional Surface in Information Storage. Aiming at the recording and storage of machining and using information in different stages of the life cycle of mechanical products, a method suitable for information storage of mechanical products is proposed. Using the general information coding format and the micromachining technology, the unequal spacing micro-groove structure which can be used for information storage is realized on the workpiece surface.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP333

【參考文獻】

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本文編號：1571048