發(fā)布時間：2017-12-21 09:50

  本文關(guān)鍵詞：鈦合金加工表面織構(gòu)模擬及摩擦特性研究　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鈦合金是一種非常重要的結(jié)構(gòu)金屬材料,并且已經(jīng)在航空航天、軍工國防等眾多工業(yè)部門中得到了普遍使用。目前,國內(nèi)外對鈦合金切削加工的研究,主要集中于宏觀層次的加工表面質(zhì)量和工藝優(yōu)化等,對細(xì)觀層次的塑性變形研究較少。因此,本文對鈦合金切削加工表面塑性變形以及細(xì)觀層次晶體取向及其與宏觀摩擦性能的關(guān)系進(jìn)行研究。本文首先進(jìn)行了鈦合金正交切削實驗,研究了切削參數(shù)對加工表面完整性的影響規(guī)律,并對主切削力和切屑進(jìn)行整理和收集。然后建立了鈦合金正交切削二維有限元仿真模型,采用Johnson-Cook本構(gòu)關(guān)系模型模擬材料流動,并且采用應(yīng)變分離準(zhǔn)則對切屑的形成和材料失效進(jìn)行描述。通過實驗所獲得的主切削力和切屑形態(tài)特征驗證了此模型的合理性和可靠性。然后對切削加工表面塑性變形進(jìn)行分析,結(jié)果表明加工表面主要發(fā)生剪切應(yīng)變,并得到了剪切應(yīng)變及應(yīng)變率在切削加工過程中隨時間的變化規(guī)律。最后進(jìn)一步研究了切削速度和進(jìn)給量對剪切應(yīng)變和最大剪切應(yīng)變率的影響規(guī)律。結(jié)合剪切應(yīng)變及應(yīng)變率變化規(guī)律,利用VPSC程序?qū)︹伜辖鸺庸け砻婢w取向進(jìn)行模擬,并做出織構(gòu)極圖和ODF圖進(jìn)行分析。結(jié)果表明,加工表面主要形成了典型的剪切織構(gòu):B、P、Y、C1和C2纖維織構(gòu)。并且剪切織構(gòu)極密度隨著切削速度和進(jìn)給量的增大而逐漸降低,這主要是由剪切應(yīng)變的減弱造成的。分別沿切削方向和垂直切削方向?qū)︹伜辖鸺庸け砻孢M(jìn)行了摩擦實驗。結(jié)果表明,摩擦系數(shù)隨著切削速度的提高而逐漸降低,隨著進(jìn)給量的增加而逐漸增大。切削方向的摩擦系數(shù)始終小于垂直切削方向數(shù)值,這是由于典型剪切織構(gòu)的存在導(dǎo)致了宏觀性能的各向異性。此外,隨著切削速度的提高兩者差值逐漸增大,隨著進(jìn)給量的增大兩者差值逐漸減小,這是細(xì)觀結(jié)構(gòu)中晶粒細(xì)化和織構(gòu)共同作用的結(jié)果。最后研究了切削速度對磨損寬度的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG178

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本文編號：1315613