輕質(zhì)高強(qiáng)度耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料TC4鈦合金鑒于其良好的綜合性能,在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉盤(pán)葉片構(gòu)件、航天飛機(jī)殼體等。高溫、高壓、強(qiáng)載的工作環(huán)境,需要該類鈦合金構(gòu)件具有高的表面質(zhì)量,因此對(duì)獲得構(gòu)件服役表面的精加工工藝—磨削加工技術(shù)提出了更為嚴(yán)格的要求。鈦合金材料磨削加工中,磨具微觀磨粒與加工工件之間的切削接觸過(guò)程十分復(fù)雜,磨削磨屑形態(tài)、磨削力變化規(guī)律、磨削溫度分布等對(duì)磨削表面質(zhì)量產(chǎn)生十分重要的影響。因此,為有效掌握微觀磨粒磨削切屑形成、磨削力與溫度變化規(guī)律,指導(dǎo)鈦合金砂帶磨削工藝過(guò)程,本文開(kāi)展了單個(gè)磨粒與多個(gè)磨粒三維微觀磨粒磨削加工仿真技術(shù)研究,揭示了磨削加工參數(shù)對(duì)加工磨屑形態(tài)、磨削力、磨削溫度的影響規(guī)律,并通過(guò)微觀磨粒磨削加工實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于鈦合金材料性能及加工特點(diǎn),對(duì)磨削加工磨粒幾何形態(tài)及磨粒材質(zhì)進(jìn)行分析,利用簡(jiǎn)化構(gòu)建的磨削磨粒有效形狀,建立單個(gè)磨粒磨削加工過(guò)程中的物理運(yùn)動(dòng)模型,獲得單個(gè)磨粒在磨削加工弧區(qū)的有效接觸弧長(zhǎng),并分別建立磨削磨屑厚度及單個(gè)磨粒磨削力理論模型。(2)結(jié)合鈦合金材料特性及其微觀磨粒磨削基礎(chǔ)理論,利用Abaqus開(kāi)展其單... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常見(jiàn)軍用飛機(jī)鈦合金材料占比Fig.1-3TitaniumAlloyMaterialProportionofCommonMilitaryAircraft10000900076198824

嗄煙鈁4-5]，如對(duì)鈦合金薄件進(jìn)行加工時(shí)，由于其彈性模量小，加工后的工件易變形，導(dǎo)致工件的表面質(zhì)量差；熱導(dǎo)率低，加工時(shí)接觸區(qū)的熱量難以散去，造成該部位工件燒傷，因此需要進(jìn)一步研究鈦合金的磨削加工工藝，改善鈦合金加工中的問(wèn)題。隨著在航空、航天領(lǐng)域鈦合金的需求量日益增大，同時(shí)為了滿足符45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%圖1-3常見(jiàn)軍用飛機(jī)鈦合金材料占比Fig.1-3TitaniumAlloyMaterialProportionofCommonMilitaryAircraftF-35F-22F-117F-18F-15Su-27F-1420%41%25%13%26%15%24%圖1-42012-2018年中國(guó)航空、航天鈦合金材料需求量Fig.1-4TheDemandforTitaniumAlloyMaterialsofChina"sAerospaceIndustryfrom2012to201810000900080007000600050004000300020001000020122013201420152016201720183656435546585874702476198824

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文6環(huán)境制約的缺點(diǎn)。外國(guó)學(xué)者Sasahara和Obikawa等人利用有限元仿真研究方法對(duì)單個(gè)磨粒磨削過(guò)程中試件上的應(yīng)力和殘余應(yīng)力進(jìn)行了研究[27]。外國(guó)學(xué)者DomanD.A使用有限元仿真方法進(jìn)行單個(gè)磨粒磨削，分析了滑擦—耕犁轉(zhuǎn)化的臨界深度，并且通過(guò)單個(gè)磨粒磨削實(shí)驗(yàn)研究方法對(duì)模擬仿真的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證[28]。SuChong等學(xué)者進(jìn)行了三維單個(gè)磨粒磨削有限元模擬仿真，通過(guò)使用歐拉/拉格朗日算法彌補(bǔ)了在傳統(tǒng)算法中出現(xiàn)的網(wǎng)格畸變問(wèn)題，并且對(duì)磨削過(guò)程中的磨削溫度、接觸應(yīng)力和殘余應(yīng)力的規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)[29]。王君明等學(xué)者開(kāi)展了單個(gè)CBN磨粒的三維磨削仿真，總結(jié)了磨削線速度、摩擦系數(shù)對(duì)磨削力的影響規(guī)律[30]。廖熙淘等學(xué)者通過(guò)Abaqus進(jìn)行磨削仿真，分析了磨粒負(fù)前角對(duì)成屑機(jī)理的影響[31]。王懋林等學(xué)者使用Ansys軟件建立了單個(gè)磨粒磨削的有限元模擬仿真模型，對(duì)滑擦、耕犁和切削階段進(jìn)行分析，總結(jié)了對(duì)影響臨界磨削深度和塑性變形區(qū)產(chǎn)生影響的因素[32]。宿崇等學(xué)者建立了不規(guī)則多面體磨粒來(lái)進(jìn)行流固耦合仿真，得出切屑沿磨粒運(yùn)動(dòng)方向向上流出[33]。3)多個(gè)磨粒微觀磨削的有限元仿真研究方法實(shí)際的磨削是由許多個(gè)微小的磨粒共同參加的微切削，而單個(gè)磨粒的微磨削研究未考慮磨粒與磨粒、磨粒與切屑、磨粒與工件之間的綜合影響，因此對(duì)多個(gè)磨粒的微磨削展（a）鐘擺法（b）球—盤(pán)滑擦法（c）楔形滑擦法（d）線性劃擦發(fā)圖1-5單個(gè)磨粒切削試驗(yàn)原理圖Fig.1-5ThePrincipleofSingleAbrasiveGrainCuttingTest磨�；剞D(zhuǎn)速度溝槽溝槽工件磨粒溝槽溝槽磨粒磨粒磨削速度磨削速度磨�；剞D(zhuǎn)速度


本文編號(hào)：2924235