AerMet100钢直角切削白层形成机理分析及其预测建模

声明

1 绪 论

1.1 课题来源

1.2 研究背景及意义

1.3 研究现状

1.3.1 白层形成机理

1.3.2 白层厚度预测模型

1.3.3 存在的问题

1.4 主要研究内容

2 AerMet100钢直角切削白层形成机理实验研究

2.1 AerMet100钢直角切削实验与试件制备

2.1.1 实验材料与实验过程

2.1.2 制备微观组织观测实验试件

2.2 AerMet100钢直角切削白层形成微观机理实验研究

2.2.1 激光共聚焦显微镜微观组织观测

2.2.2 已加工表面物相分析

2.2.3 已加工表层元素成分分析

2.3 AerMet100钢直角切削白层特点与形成机理探究

2.3.1 白层区域硬度测试

2.3.2 X射线残余应力分析

2.3.3 AerMet100钢直角切削白层产生机理探究

2.4 本章小结

3 AerMet100钢直角切削白层解析预测模型

3.1 考虑剪切作用与犁耕作用的切削力与温度场建模

3.1.1 切削力建模

3.1.2 温度场建模

3.2 弹塑性加载过程应力应变分析

3.2.1 工件端应力场建模

3.2.2 弹塑性加载与屈服准则

3.2.3 应变能密度计算

3.3 白层厚度解析预测模型

3.3.1 应力应变耦合下相变温度的预测

3.3.2 白层厚度预测算法

3.3.3 白层厚度解析模型算法实现流程

3.4 本章小结

4 AerMet100钢直角切削白层厚度有限元预测模型

4.1 ABAQUS有限元仿真中的关键技术

4.1.1 网格划分技术

4.1.2 摩擦模型

4.1.3 材料的物理与力学参数

4.2 切削力有限元预测结果与实验验证

4.2.1 直角切削仿真模型的建立

4.2.2 白层厚度有限元预测模型实现流程

4.2.3 切削力仿真结果与实验验证

4.3 白层厚度有限元仿真结果

4.3.1 工件已加工表层温度、应力、应变能密度曲线提取

4.3.2 白层厚度有限元模拟预测

4.4 本章小结

5 直角切削白层厚度实验验证与影响因素分析

5.1 直角切削实验方案与切削力模型实验验证

5.1.1 直角切削实验方案

5.1.2 切削力解析预测模型实验验证

5.2 白层厚度解析预测、有限元预测与实验验证

5.2.1 切削速度对白层厚度影响的实验验证

5.2.1 切削厚度对白层厚度影响的实验验证

5.3 刀具几何参数对白层厚度影响因素分析

5.3.1 刃口圆弧半径对白层厚度的影响

5.3.2 名义前角对白层厚度的影响

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录I 攻读学位期间发表学术论文目录

附录Ⅱ 攻读学位期间申报的发明专利