激光加热辅助车削45%SiCp/Al的温度场仿真与切削试验研究

发布时间：2021-08-29 10:19

　　高体积分数（≥45%）Si Cp/Al复合材料具有优异的综合性能,在航空、航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。然而,高体积分数Si Cp/Al复合材料塑性差,常规切削方式加工,效率低、刀具磨损严重。而激光加热辅助车削是改善难加工材料切削加工性的一种有效方法,通过对材料进行局部加热,在不改变材料整体特性的前提下,改善材料的切削加工性能,继而达到提高车削加工效率,增加刀具使用寿命的目的。本文将利用激光加热辅助切削技术,针对45%Si Cp/Al复合材料开展车削过程切削区域温度场仿真与切削试验研究,具体研究内容包括如下几个方面:依据传热学理论建立了切削区域温度场的数学模型,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,考虑工件和卡具之间的热传导作用,建立了温度场有限元模型,通过测温试验验证了有限元模型,得到了该材料的辐射率和对波长为1048nm的激光的吸收率;仿真分析了激光参数对切削区域温度场的影响,以此作为切削试验激光参数的选择的理论依据。建立激光加热辅助车削试验系统,依据切削区域温度场仿真分析结果和半精加工切削用量的选择标准,阐明了激光参数的选择方法;通过激光加热辅助车削试... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SiCp/Al铝基复合材料不同领域的应用

LAM物理模型

学者应用在莫来石、氧化锆等陶瓷材料的激光加热切削区域处温度场的预上。然而，Rozzi 所建的模型中，由于材料的去除平面不变，因而该模型只适用轴向被固定的圆柱形工件。Tian 通过引入复杂的几何特征参数，基于部分离散制体积法，对氮化硅陶瓷工件进行了模拟车削加工温度场的仿真研究，并对比析了试验结果与仿真分析结果[18]，结果如图 1-4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]ZrO2陶瓷激光加热辅助切削加工技术[J]. 李国发,张栋林,龚金龙,王利斌.  吉林大学学报(工学版). 2012(06)
[2]颗粒含量及粒度对SiCP/Al复合材料高温变形行为及组织的影响[J]. 曾莉,任学平,崔岩.  航空材料学报. 2011(01)
[3]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强.  中国材料进展. 2010(04)
[4]金属材料的激光吸收率研究[J]. 陈君,张群莉,姚建华,傅纪斌.  应用光学. 2008(05)
[5]颗粒增强金属基复合材料加工技术进展[J]. 李德溥,姚英学,袁哲俊.  工具技术. 2006(10)
[6]Al2O3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性[J]. 王扬,杨立军,齐立涛.  中国机械工程. 2003(04)
[7]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩.  材料工程. 2002(06)
[8]陶瓷材料激光加热辅助切削温度场分析[J]. 王扬,马丽心,谢大纲,韦随心.  哈尔滨工业大学学报. 2001(06)
[9]颗粒增强SiCp/2024铝复合材料切削力特性研究[J]. 韩荣第,王大镇,刘华明,郑镇洙.  高技术通讯. 2001(07)
[10]激光辅助切削温度场的三维有限元仿真[J]. 王慧艺,李从心,阮雪榆.  上海交通大学学报. 2001(01)

博士论文
[1]AA 7055铝合金在不同温度及应变率下力学性能的实验研究[D]. 朱耀.哈尔滨工业大学 2010
[2]激光加热辅助切削Al2O3工程陶瓷理论与试验研究[D]. 鄢锉.湖南大学 2008

硕士论文
[1]涂层刀具切削性能评价及其实验研究[D]. 薛锴.上海交通大学 2008
[2]激光加热辅助切削Al2O3工程陶瓷材料的研究[D]. 陈沛.湖南大学 2006



本文编号：3370475