《基于SPH法的硬脆材料超声振动三维螺线磨削机理仿...》

发布时间：2016-12-17 12:13

  本文关键词：基于SPH法的硬脆材料超声振动三维螺线磨削机理仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本帖最后由 007ygjd 于 2016-12-12 16:56 编辑

《基于SPH法的硬脆材料超声振动三维螺线磨削机理仿真研究》
作者： 米召阳

摘要：本文开展的主要研究内如下：1.从垂直于工件表面的任意椭圆超声振动辅助磨削加工的运动学一般性规律出发，分别建立了轴向超声振动磨削、径向超声振动磨削以及超声振动三维螺线磨削中单颗磨粒与工件的相对运动的轨迹方程，揭示了超声振动三维螺线磨削提高加工表面质量、降低磨削力的原因。2.研究了基于硬脆性材料Johnson-Holmquis-Ceramics本构模型的单颗磨粒超声振动磨削二维与三维的光滑粒子流体动力学（SPH: Smoothed Particle Hydrodynamics）建模方法，并利用非线性动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA，实现了单颗磨粒超声振动二维磨削与三维螺线磨削过程的SPH数值仿真过程。通过比较单颗磨粒超声磨削AISI4340钢的二维FEM仿真与SPH仿真结果，证明了SPH法在单颗磨粒超声振动磨削仿真中具有显著优势。3.利用SPH法分别对硬脆性材料的单颗磨粒普通磨削、一维超声振动磨削以及超声振动三维螺线磨削过程进行仿真，并与相应磨削方式下塑性材料的仿真结果进行比较分析。通过比较单颗磨粒磨削两种材料时的应力、应变分布情况，揭示超声振动三维螺线磨削硬脆性材料时的材料去除机制。4.分析了普通磨削与超声磨削过程中单颗磨粒未变形切屑厚度变化规律，建立了普通磨削、一维超声振动磨削和超声振动三维螺线磨削过程中单颗磨粒磨削力数学模型，从理论上揭示了在一维超声振动磨削、超声振动三维螺线磨削过程中磨削力减小机理。利用SPH法对单颗磨粒磨削SiC陶瓷的磨削力进行了仿真，并比较单颗磨粒的受力情况：一维超声振动与超声振动三维螺线磨削过程中，单颗磨粒的受力均比普通磨削过程中的磨粒受力要小，径向超声振动磨削中磨粒受力小于轴向超声振动中的磨粒受力，超声振动三维螺线磨削中的单颗磨粒受力介于轴向超声磨削与径向超声磨削单颗磨粒受力之间，且在超声振动三维螺线磨削中单颗磨粒受到的轴向的平均力不再为零，，而在普通磨削与一维超声磨削中，单颗磨粒受到的轴向平均力为零。

出版源：北京理工大学；2015

关键词： 超声振动； 超声振动三维螺线磨削； 磨削机理； 磨削力； SPH；

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本文编号：216710