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Experimentally validated atomistic simulation of the effect of relevant grinding parameters on work piece topography,internal stresses,and microstructure

引用

Friction 2022年第4期10卷 608-629页

作者： S.J.EDER P.G.GRÜTZMAChER T.SPENGER h.heckes h.ROJACZ A.NEVOSAD F.hAAS AC2T research Gmbh Viktor-Kaplan-Straße 2/CWiener Neustadt 2700Austria Institute of Engineering Design and Product Development TU WienLehárgasse 6-Objekt 7Vienna 1060Austria Institute of Production Engineering Graz University of TechnologyKopernikusgasse 24/IGraz 8010Austria Tyrolit-Schleifmittelwerke Swarovski K.G. Swarovskistraße 33Schwaz 6130Austria

In this work,we present a fully atomistic approach to modeling a finishing process with the goal to shed light on aspects of work piece development on the microscopic scale,which are difficult or even impossible to observe in experiments,but highly relevant for the resulting material *** a large-scale simulative parametric study,we varied four of the most relevant grinding parameters:The work piece material,the abrasive shape,the temperature,and the infeed *** order to validate our model,we compared the normalized surface roughness,the power spectral densities,the steady-state contact stresses,and the microstructure with proportionally scaled macroscopic experimental *** the grain sizes vary by a factor of more than 1,000 between experiment and simulation,the characteristic process parameters were reasonably reproduced,to some extent even allowing predictions of surface quality degradation due to tool *** the experimentally validated model,we studied time-resolved stress profiles within the ferrite/steel work piece as well as maps of the microstructural changes occurring in the near-surface *** found that blunt abrasives combined with elevated temperatures have the greatest and most complex impact on near-surface microstructure and stresses,as multiple processes are in mutual competition here.

关键词： large-scale molecular dynamics surface quality microstructure Revolutions per minute-Synchronous Grinding(RPM-Synchronous Grinding) tool wear

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