基于MSG理论的Al7075介观尺度切削的仿真与试验研究

发布时间：2017-12-30 02:33

  本文关键词：基于MSG理论的Al7075介观尺度切削的仿真与试验研究　出处：《北京理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 介观尺度 最小切削厚度 刀具钝圆半径 MSG

【摘要】：随着微小型零件在航空航天、微电子、环境、通信、汽车、生物等诸多领域的需求与日俱增，介观尺度切削加工过程中的现象与机理也随之受到国内外学者的关注。介观尺度切削并不仅仅是宏观尺度切削在尺寸上的减小，还存在着尺度效应和最小切削厚度等新的理论与工艺问题，传统的塑性力学理论不能描述介观尺度切削中的应变梯度效应，因此需要有针对性地从微观力学和材料位错方面对其进行仿真分析和试验研究。 本文基于位错机制的应变梯度（MSG）塑性理论，建立了能够体现尺度效应的适用于介观尺度切削的材料本构模型；根据所建立的本构模型，应用Fortran语言，对ABAQUS有限元软件的材料子程序进行二次开发；采用任意拉格朗日-欧拉ALE算法，建立了铝合金介观尺度切削过程的二维动力学有限元仿真模型，并通过准直角自由微细铣削实验对仿真模型进行了验证；应用所建立的仿真模型对铝合金介观尺度切削加工过程中的单位切削力、最小切削厚度、应变梯度效应、等效应力等进行了研究。 研究结果表明：使用基于位错机制的应变梯度塑性理论的修正本构模型能够对介观尺度切削加工进行有效的仿真预测，比经典的JC模型所得到的切削力和单位切削力更接近试验值；PCD刀具切削铝合金的最小切削厚度大致为刀具钝圆半径的0.25-0.3倍，最小切削厚度取决于刀具钝圆半径；材料应变梯度的存在使得材料表现出强烈的尺度效应，并且使切削力与单位切削力随着进给量的减小明显地增大；随着切削速度的增加，，切削区的最大应力在减小，随着刀具前角与刀具钝圆半径的增加，切削区的最大应力在增加；切削速度对切削力的影响非常小，随着刀具前角的增加，切削力在减小，随着刀具钝圆半径的增加，切削力在增加。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 景秀并;张大卫;林滨;;介观尺度切削过程的材料本构关系分析[J];兵工学报;2010年05期

2 苑伟政，马修德，张春江;微技术的研究现状与发展趋势[J];机械科学与技术;1995年04期

3 王先逵;制造技术的历史回顾与面临的机遇和挑战[J];机械工程学报;2002年08期

相关博士学位论文 前2条

1 吴继华;基于应变梯度塑性理论的正交微切削变形研究[D];山东大学;2009年

2 景秀并;超精密加工数值模拟与实验研究[D];天津大学;2010年

本文编号：1352993