SiCp/Al复合材料钻削加工的棱边缺陷研究
发布时间：2022-01-14 14:38
Si Cp/Al复合材料具有良好的物理及力学性能,因此,受到科研界人士的高度重视。由于sic增强颗粒的加入使其给切削加工带来诸多不便,在加工结束后工件边缘位置经常会出现崩边、碎裂及剥落等棱边缺陷,这将使得其在实际应用中的使用价值降低。本文通过有限元与实验相结合的方法对Si Cp/Al复合材料的钻削过程中棱边缺陷的形成机理及影响因素进行研究,并将结果与实验结果进行对比,阐述出有限元方法与实验方法存在差别的原因。具体研究工作如下:首先,通过有限元方法对钻削过程中棱边缺陷的形成机理进行具体叙述,假如复合材料为均匀的各向同性,其棱边缺陷的形成过程简要分为四个过程:剪切变形阶段,应力传播阶段,扭曲变形阶段,棱边缺陷形成阶段;并将有限元仿真结果与实验结果相比较,阐述它们存在差别的原因;产生棱边缺陷离不开切削力的作用,通过分析拉应力和压应力的作用来进一步理解棱边缺陷形成机理。其次,通过有限元方法对建立了Si Cp/Al复合材料的微观有限元模型,因为该模型更能贴近实际的材料结构,由此将钻削过程分为五个阶段:剪切变形阶段、微裂纹萌生阶段、明显应力传播阶段、断裂形成阶段、棱边缺陷形成阶段;同时,研究了切削...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
F-16战斗机的腹鳍
图 1.1 F-16 战斗机的腹鳍 图 1.2 PW4000 涡轮风扇发动机出口导流叶片Fig1.1 F - 16 fighter pelvic fins Fig1.2 PW4000 turbofan exit guide vane综上所述，因为 SiCp/Al 复合材料具有优异的物理及力学性能，使其在航空航天、先进武器、卫星等领域获得了非常成功的应用，主要体现在：一是应用
顶角为1200，如图2.1所示。图 2.1 有限元模型Fig2.1 The finite element mode对于工件的相关约束及钻头的设置进行说明：仿真时沿着 Y 轴方向把工件的左端、右端的 X、Y、Z 方向的自由度进行完全固定，防止其有平移或翻转的动态存在；将钻头设成刚体，如此在钻削的过程中，钻头不发生磨损和刀具表面温升过高的现象,如此其能使钻削仿真更好的进行，但是对切削力一定有影响；钻削开始时，刀具从起始位置沿 Y 轴方向以给定的切削速度进行切削，当钻头接触到工件表面时，其切削速度达到最大。2.2.2 本构关系的建立本构关系所指的是材料在受到应力的作用而产生变形，本文进行该部分的有限元仿真时所采用各向同性的本构关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒分布不均匀型缺陷对颗粒增强铝基复合材料性能的影响[J]. 边心宇,樊建中,马自力,左涛,魏少华. 稀有金属. 2010(03)
[2]碳纤维复合材料构件加工缺陷与高效加工对策[J]. 鲍永杰,高航. 材料工程. 2009(S2)
[3]SiCP/Al复合材料的拉伸性能[J]. 康炘蒙,程小全,郦正能,张纪奎,胡仁伟,崔岩. 复合材料学报. 2009(04)
[4]高体积分数SiCP/Al复合材料的拉伸、压缩与弯曲特性[J]. 康蒙,程小全,张纪奎,郦正能,崔岩. 复合材料学报. 2008(03)
[5]基于ABAQUS的二维直角切削加工有限元分析[J]. 庞新福,杜茂华. 工具技术. 2008(02)
[6]碳纤维复合材料（CFRP）钻孔出口缺陷的研究[J]. 张厚江,陈五一,陈鼎昌. 机械工程学报. 2004(07)
[7]碳化硅颗粒增强铝基复合材料开发与应用的研究现状[J]. 王文明,潘复生,曾苏民. 兵器材料科学与工程. 2004(03)
[8]钻削毛刺控制专家系统的开发及应用[J]. 朱云明,王贵成. 机械设计与制造. 2004(02)
[9]毛剌的研究现状及去除技术[J]. 陈镇宇,王贵成. 现代制造工程. 2004(02)
[10]SiCp颗粒增强铝基复合材料塑性变形中过程的强化机制与断裂机制研究[J]. 詹美燕,陈振华. 材料导报. 2004(01)
博士论文
[1]Super-Ni/NiCr叠层复合材料与Cr18-Ni8钢高温钎焊接头组织结构研究[D]. 吴娜.山东大学 2013
[2]高体积分数SiCp/Al复合材料精密磨削机理及表面评价研究[D]. 于晓琳.沈阳工业大学 2012
[3]高速切削锯齿形切屑的形成机理及表征[D]. 杨奇彪.山东大学 2012
[4]叠层复合材料钻削加工缺陷产生机理及工艺参数优化[D]. 李桂玉.山东大学 2011
[5]碳纤维复合材料工件切削表面粗糙度测量与评定方法研究[D]. 周鹏.大连理工大学 2011
[6]颗粒尺寸对SiCp/Al复合材料性能的影响规律及其数值模拟[D]. 晏义伍.哈尔滨工业大学 2007
[7]高体积分数金属基复合材料SiCp/2024Al动态力学性能研究[D]. 谭柱华.哈尔滨工业大学 2007
[8]碳纤维复合材料（CFRP）钻削加工技术的研究[D]. 张厚江.北京航空航天大学 1998
硕士论文
[1]碳纤维复合材料钻削轴向力有限元仿真研究[D]. 王芳.大连交通大学 2013
[2]SiCp/7075Al复合材料力学性能及钎焊研究[D]. 刘永星.哈尔滨工业大学 2013
[3]SiCp/Al复合材料的高压扭转制备及组织性能研究[D]. 石文超.合肥工业大学 2013
[4]SiCp/Al复合材料二维切削条件下边缘变形及断裂特性的研究[D]. 侯宁.沈阳理工大学 2013
[5]SiCp/Al复合材料钻孔棱边缺陷特征及形成机理研究[D]. 赵鹏.沈阳理工大学 2013
[6]超声纵—扭振动高速铣削高体分SiCp/Al复合材料的试验研究[D]. 岳广喜.河南理工大学 2012
[7]SiCp/Al复合材料高效精密钻削机理研究[D]. 白大山.沈阳理工大学 2012
[8]基于ABAQUS的高锰钢钻削力和温度仿真研究[D]. 藤涛.大连交通大学 2011
[9]碳纤维复合材料钻削力与孔质量研究[D]. 贺虎.南京航空航天大学 2011
[10]金刚石钻头的设计制造及性能研究[D]. 陈婧.沈阳理工大学 2010
本文编号：3588681
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
F-16战斗机的腹鳍
图 1.1 F-16 战斗机的腹鳍 图 1.2 PW4000 涡轮风扇发动机出口导流叶片Fig1.1 F - 16 fighter pelvic fins Fig1.2 PW4000 turbofan exit guide vane综上所述，因为 SiCp/Al 复合材料具有优异的物理及力学性能，使其在航空航天、先进武器、卫星等领域获得了非常成功的应用，主要体现在：一是应用
顶角为1200，如图2.1所示。图 2.1 有限元模型Fig2.1 The finite element mode对于工件的相关约束及钻头的设置进行说明：仿真时沿着 Y 轴方向把工件的左端、右端的 X、Y、Z 方向的自由度进行完全固定，防止其有平移或翻转的动态存在；将钻头设成刚体，如此在钻削的过程中，钻头不发生磨损和刀具表面温升过高的现象,如此其能使钻削仿真更好的进行，但是对切削力一定有影响；钻削开始时，刀具从起始位置沿 Y 轴方向以给定的切削速度进行切削，当钻头接触到工件表面时，其切削速度达到最大。2.2.2 本构关系的建立本构关系所指的是材料在受到应力的作用而产生变形，本文进行该部分的有限元仿真时所采用各向同性的本构关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒分布不均匀型缺陷对颗粒增强铝基复合材料性能的影响[J]. 边心宇,樊建中,马自力,左涛,魏少华. 稀有金属. 2010(03)
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[3]SiCP/Al复合材料的拉伸性能[J]. 康炘蒙,程小全,郦正能,张纪奎,胡仁伟,崔岩. 复合材料学报. 2009(04)
[4]高体积分数SiCP/Al复合材料的拉伸、压缩与弯曲特性[J]. 康蒙,程小全,张纪奎,郦正能,崔岩. 复合材料学报. 2008(03)
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[6]碳纤维复合材料（CFRP）钻孔出口缺陷的研究[J]. 张厚江,陈五一,陈鼎昌. 机械工程学报. 2004(07)
[7]碳化硅颗粒增强铝基复合材料开发与应用的研究现状[J]. 王文明,潘复生,曾苏民. 兵器材料科学与工程. 2004(03)
[8]钻削毛刺控制专家系统的开发及应用[J]. 朱云明,王贵成. 机械设计与制造. 2004(02)
[9]毛剌的研究现状及去除技术[J]. 陈镇宇,王贵成. 现代制造工程. 2004(02)
[10]SiCp颗粒增强铝基复合材料塑性变形中过程的强化机制与断裂机制研究[J]. 詹美燕,陈振华. 材料导报. 2004(01)
博士论文
[1]Super-Ni/NiCr叠层复合材料与Cr18-Ni8钢高温钎焊接头组织结构研究[D]. 吴娜.山东大学 2013
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硕士论文
[1]碳纤维复合材料钻削轴向力有限元仿真研究[D]. 王芳.大连交通大学 2013
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[9]碳纤维复合材料钻削力与孔质量研究[D]. 贺虎.南京航空航天大学 2011
[10]金刚石钻头的设计制造及性能研究[D]. 陈婧.沈阳理工大学 2010
本文编号：3588681
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