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谈述铣削高温合金GH4169高速切削加工有限元模拟和

收藏本文 2024-02-02 点赞:4884 浏览:11097 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:镍基合金GH4169在航空航天领域有着广泛的运用。由于镍基合金具有导热系数低、摩擦系数大和弹性模量小等特点,使其成为一典型的难加工材料。本论文以镍基高温合金的高速车削和高速铣削加工历程为探讨对象,通过建立的有限元切削模型,对高速切削机理进行了探讨,为建立镍基合金高效加工工艺规范提供了论述依据。以此为基础,对高速切削历程的切削参数进行了优化,为实际加工提供工艺支持。主要内容如下:首先,以论述上对有限元仿真模拟中的非线性材料本构模型、动态失效准则以及刀-屑接触摩擦等关键环节进行了探讨,并运用数值策略对金属切削的非线性不足进行了剖析。其次,基于更新的拉格朗日和任意拉格朗日法(ALE),通过大型商业有限元浅析软件ABAQUS对镍基合金GH4169的高速切削历程进行了二维和三维数值模拟,得到了较为理想的仿真结果,并通过与试验比较验证了仿真结果的正确性。重点浅析了不同切削阶段温度场和应力场的分布,并通过转变切削参数(切削速度、进给量、切削深度)探讨了高速切削历程中温度及切削力的变化规律。以Oxley材料应变强化切削模型为基础,通过浅析不同切削深度和切削速度下剪切角的变化规律,得到了高速切削历程中主剪切变形区剪切硬化薄层的变化规律。最后,采取单因素法对镍基合金铣削加工中的铣削力和铣削温度的模拟结果进行了实验验证,实验中,切削力的变化规律由三向测力仪测量得到,温度的变化规律由红外线热像仪测量得到。实验结果证明,在不同主轴转速条件下,有限元模拟结果与实验结果基本吻合。关键词:镍基合金论文有限元论文二维正交切削论文三维车削论文三维铣削论文

    摘要7-8

    Abstract8-9

    第1章 绪论9-18

    1.1 课题探讨的目的和作用9-10

    1.2 高速切削技术的定义及进展历程10-12

    1.2.1 高速切削技术的定义10-11

    1.2.2 高速切削技术的进展历程11-12

    1.3 有限元策略在金属切削中的运用及其探讨概况12-16

    1.3.1 有限元策略在金属切削中的运用12-13

    1.3.2 高速切削中切削力探讨概况13-14

    1.3.3 高速切削中切削温度探讨概况14-16

    1.4 本课题探讨的主要工作内容16-18

    第2章 高速切削有限元论述及关键不足处理18-36

    2.1 切削历程有限元基本论述18-24

    2.1.1 有限元法(Finite Element Method)的浅析历程18-19

    2.1.2 物体变形的有限元描述策略19-24

    2.2 切削历程有限元建模的关键不足处理24-35

    2.2.1 材料的本构联系原理24-26

    2.2.2 模型的动态失效准则26-29

    2.2.3 刀屑接触不足29-30

    2.2.4 网格划分30-32

    2.2.5 金属切削历程的数值解法32-35

    2.3 本章小结35-36

    第3章 二维高速车削模拟36-51

    3.1 二维正交切削仿真模型的建立36-38

    3.1.1 材料性能参数36-37

    3.1.2 几何模型建立37-38

    3.2 二维正交切削模拟结果浅析38-50

    3.2.1 高速切削历程中剪切角的仿真探讨39-42

    3.2.2 高速切削历程中温度的仿真探讨42-47

    3.2.3 高速切削历程中切削力的仿真探讨47-50

    3.3 本章小结50-51

    第4章 三维高速切削仿真模拟51-65

    4.1 三维正交切削加工有限元实体模型的建立51-52

    4.2 三维正交切削模拟结果浅析52-58

    4.2.1 高速切削历程中温度的仿真探讨52-56

    4.2.2 高速切削历程中切削力的仿真探讨56-58

    4.3 三维铣削加工有限元实体模型的建立58-63

    4.3.1 铣削历程中温度的仿真探讨60-61

    4.3.2 铣削历程中切削力的仿真探讨61-63

    4.4 本章小结63-65

    第5章 高速切削有限元模拟的实验验证65-71

    5.1 实验条件65-67

    5.2 实验结果与模拟结果的浅析比较67-69

    5.2.1 铣削温度实验结果与模拟结果的比较67-69

    5.2.2 铣削力的实验结果与模拟结果的比较69

    5.3 本章小结69-71

    第6章 结论与展望71-73

    6.1 工作总结71-72

    6.2 展望72-73

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