检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超声振动辅助切削高硅铝合金的微观加工机理

复合材料学报 2024年

作者：林洁琼耿青谷岩康洺硕王拓长春工业大学机电工程学院

高硅铝合金(Al-30wt%Si)具有较好的物理和化学性质，但由于内部增强相硅颗粒的存在，导致材料加工困难。超声振动辅助切削对改善高硅铝合金材料的可加工性有明显优势，但加工过程中的微观机理仍需研究。利用分子动力学方法分别进行常规... 详细信息

高硅铝合金(Al-30wt%Si)具有较好的物理和化学性质，但由于内部增强相硅颗粒的存在，导致材料加工困难。超声振动辅助切削对改善高硅铝合金材料的可加工性有明显优势，但加工过程中的微观机理仍需研究。利用分子动力学方法分别进行常规切削和超声振动辅助切削高硅铝合金模拟，通过对切削力、温度、应力分布、相变、位错分析，探究表面形成过程和亚表面损伤机理；并通过对金刚石结构识别、刀具形变状态、径向分布函数的分析，进行刀具磨损研究。切削速度与切削力、温度、晶体相变密切相关，超声振动辅助切削可以有效降低切削力和应力，但其温度和晶体相变比例会有所增加；切削深度显著影响切削力、表面形貌以及亚表面损伤，超声振动辅助切削改变了应力大小和位错分布，对提高表面质量、减少亚表面损伤有积极意义。该研究阐述了纳米切削过程中加工参数和力学性能的关系，对切削高硅铝合金的微观损伤机制进行分析，从而为超精密切削难加工材料的切削机理研究提供了微观层面的参考。

关键词：分子动力学模拟超声振动辅助切削高硅铝合金应力晶体相变刀具磨损

超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料切削温度研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料切削温度研究

作者：闫东长春工业大学

学位级别：硕士

SiCp/Al复合材料由于其优越的性能,广泛应用于航空航天、芯片制造、电子封装、光学元件等多个领域。其本质是一种典型的难加工材料,在加工上受到了很大的限制。超声振动辅助切削(Ultrasonic Vibration Assisted Cutting,UVAC)相比于常... 详细信息

SiCp/Al复合材料由于其优越的性能,广泛应用于航空航天、芯片制造、电子封装、光学元件等多个领域。其本质是一种典型的难加工材料,在加工上受到了很大的限制。超声振动辅助切削(Ultrasonic Vibration Assisted Cutting,UVAC)相比于常规切削具有加工效率高、加工质量好等优点。其原理是由超声波发生器发出信号,经过变幅杆使刀具沿着特殊的轨迹产生有规律的振动。尽管前人对UVAC的研究已经开展了多年,但是针对二维超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料切削温度的研究较少。而切削温度影响加工过程中刀具磨损和使用寿命以及加工后表面质量和性能等。因此,本文从数值理论模型、有限元仿真分析及超声振动辅助车削实验部分针对二维超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料的切削温度着手研究,主要研究内容如下:(1)建立UVAC切削SiCp/Al复合材料切削温度场预测模型。考虑UVAC的实时变化的切削深度、刀具前角、剪切角特性,建立瞬时切削深度和瞬态剪切角的理论模型。揭示UVAC过程中的切削速度、剪切速度与切屑流动速度之间的关系以及剪切力、前刀面摩擦力的大小。在此基础上,考虑超声振动对材料软化的影响,引入改进的Jonson-Cook模型。最后计算前刀面热源区和剪切热源区产生的热量对温升的影响,建立温度场模型。(2)利用有限元仿真分析软件建立二维超声振动辅助切削不规则多颗粒SiCp/Al复合材料有限元模型,并且考虑Al基体和SiC颗粒之间的界面模型,通过赋予刀具的幅值,使刀具可以在平面内呈现周期性的二维椭圆运动。在此基础上对切削过程中的切削温度展开分析,采用单因素控制变量法分别对切削深度、切削速度、刀具振幅(X向振幅、Y向振幅)以及刀具振动频率仿真分析,得到不同参数与切削温度之间的关系,为后续实验研究提供理论基础。最后分析切削过程中工件表面质量,研究切削过程中的SiC颗粒的损伤形式。(3)开展UVAC加工SiCp/Al复合材料的实验研究。对体积分数25%的SiCp/Al复合材料进行车削实验,利用红外热成像装置测量并记录切削温度数据。对切削速度、切削深度和进给量采取单因素实验法,对比不同参数下的切削温度的变化,得出温度的变化规律,最后将所得的实验数据和理论值对比,验证理论模型有效性。同时将常规切削与UVAC的切削温度对比,然后利用扫描电镜观察不同条件切削时工件的表面质量。

关键词： SiCp/Al复合材料超声振动辅助切削前刀面热源区剪切面热源区切削温度

超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料切削力及表面缺陷形成研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

超声振动辅助切削SiCp/Al复合材料切削力及表面缺陷形成研究

作者：王超长春工业大学

学位级别：硕士

SiCp/Al复合材料具备优良的物理和机械性能,已经广泛应用于飞机零部件制造、汽车制造、精密制造、体育器材和医疗器械等领域。由于SiCp/Al复合材料内部的Si C颗粒的硬度极大,使得在切削加工SiCp/Al复合材料的过程中,存在切削效率低、表... 详细信息

SiCp/Al复合材料具备优良的物理和机械性能,已经广泛应用于飞机零部件制造、汽车制造、精密制造、体育器材和医疗器械等领域。由于SiCp/Al复合材料内部的Si C颗粒的硬度极大,使得在切削加工SiCp/Al复合材料的过程中,存在切削效率低、表面质量差和表面缺陷多等问题,极大限制了该材料的实际应用。超声振动辅助切削(Ultrasonic Vibration Assisted Cutting,UVAC)作为一种行之有效的切削加工方法,相比于普通切削,在降低切削力、提高表面质量和减少表面缺陷形成等方面具有较大优势,因此,将UVAC技术应用于SiCp/Al复合材料有利于该材料的进一步应用。本文采用“理论建模-有限元模拟-实验研究”相结合的方法,围绕UVAC切削SiCp/Al复合材料的切削过程,对切削力和表面缺陷形成等方面展开研究,主要研究内容如下:(1)基于切深方向的超声振动辅助切削的加工特性,建立一种UVAC切削SiCp/Al复合材料的切削力理论模型。依托于瞬时未变形切屑厚度模型,对UVAC切削SiCp/Al复合材料的切削力进行理论建模,将切削力的整体建模过程划分为四部分:切屑形成力的建模、刀-屑接触摩擦力的建模、颗粒断裂力的建模和超声冲击力的建模,并分别应用Merchant理论、两体滑动和三体滚动摩擦理论、Griffith断裂理论和动量定理进行计算。(2)利用ABAQUS有限元分析软件,建立基于“颗粒-界面-基体”的UVAC切削SiCp/Al复合材料的二维有限元模型。在有限元模型建立中,为了更准确地模拟Si C颗粒在SiCp/Al复合材料中的分布情况,结合Python脚本语言建立圆形颗粒随机分布模型。赋予SiCp/Al复合材料不同的材料属性,Al基体材料本构模型采用Johnson-Cook本构模型,Si C颗粒本构模型采用脆性开裂本构模型,界面本构模型采用内聚力模型。通过仿真模拟,探究UVAC切削SiCp/Al复合材料的力学规律,分析振动参数(振幅和频率)和切削用量(切削速度和切削深度)对切削力的影响规律,为后续的实验提供理论支撑。并对UVAC切削SiCp/Al复合材料的表面缺陷形成进行深入研究,结果表明,UVAC过程中的表面缺陷主要有颗粒翻滚压入基体、颗粒破碎断裂和颗粒脱粘拔出三种情况。(3)针对体分比为20%的SiCp/Al复合材料,进行UVAC切削SiCp/Al复合材料的可加工性实验研究。开展SiCp/Al复合材料的普通切削和UVAC的切削力对比实验,采用单因素实验法,分别探究振幅、切削速度和切削深度对主切削力的影响,并与切削力的理论值进行对比,验证切削力理论模型的有效性。通过白光干涉仪,对比普通切削和UVAC两种加工方式下SiCp/Al复合材料加工表面的表面形貌,结果表明,UVAC有助于减少表面缺陷的形成,提高加工表面质量。

关键词： SiCp/Al复合材料超声振动辅助切削有限元模型切削力表面缺陷形成

钛合金超声振动辅助切削锯齿形切屑形成机理的数值分析

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

机械科学与技术 2022年第2期41卷 270-277页

作者：陈德雄陈金国莆田学院新工科产业学院福建莆田351100 莆田学院机电工程学院福建莆田351100

超声振动辅助切削(UVAM)作为一种新颖而有效的加工技术,可有效提高工件的切削加工性能,被广泛应用于钛合金切削加工领域。建立热-力耦合模型仿真超声振动切削钛合金Ti6Al4V的瞬态切削过程,研究不同振幅对钛合金锯齿切屑的影响。数值研... 详细信息

超声振动辅助切削(UVAM)作为一种新颖而有效的加工技术,可有效提高工件的切削加工性能,被广泛应用于钛合金切削加工领域。建立热-力耦合模型仿真超声振动切削钛合金Ti6Al4V的瞬态切削过程,研究不同振幅对钛合金锯齿切屑的影响。数值研究结果表明:超声振动与切削速度的耦合作用导致材料出现大塑性变形,且高温是形成锯齿形切屑的主要原因。随着振动振幅的增大,切屑的弯曲半径、锯齿齿距和锯齿化系数均随之增大。本文结论为钛合金超声振动辅助切削的锯齿形切屑形成机理研究提供了参考。

关键词：钛合金超声振动辅助切削锯齿切屑数值分析

SiCp/Al超声振动辅助切削仿真与实验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

长春工业大学学报 2022年第4期43卷 289-296页

作者：林洁琼于行刘思洋周岩长春工业大学机电工程学院吉林长春130012

超声振动辅助切削作为一种针对难加工材料有效加工方法之一已经得到广泛应用。为了探究SiCp/Al复合材料在振动辅助切削的去除特性,通过有限元模拟方法对超声振动辅助切削过程进行模拟,分析了材料的去除行为和切削力的变化特点。通过对... 详细信息

超声振动辅助切削作为一种针对难加工材料有效加工方法之一已经得到广泛应用。为了探究SiCp/Al复合材料在振动辅助切削的去除特性,通过有限元模拟方法对超声振动辅助切削过程进行模拟,分析了材料的去除行为和切削力的变化特点。通过对比实验和仿真结果发现:超声振动辅助切削的切削力小于常规切削中的切削力,并且超声振动辅助切削后工件表面损伤现象减小。

关键词：超声振动辅助切削有限元模拟切削力表面损伤

SiC_p/Al复合材料超声振动辅助切削研究现状与进展

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工具技术 2019年第9期53卷 3-8页

作者：周柏健牛秋林李鹏南邱新义湖南科技大学

阐述了SiCp/Al复合材料在切削过程中存在的一些问题,从SiCp/Al复合材料超声振动辅助加工中的刀具材料与刀具磨损、切屑与切削力以及表面质量三个方面概述了SiCp/Al复合材料切削加工的研究现状,对促进SiCp/Al复合材料高效切削加工的措施... 详细信息

阐述了SiCp/Al复合材料在切削过程中存在的一些问题,从SiCp/Al复合材料超声振动辅助加工中的刀具材料与刀具磨损、切屑与切削力以及表面质量三个方面概述了SiCp/Al复合材料切削加工的研究现状,对促进SiCp/Al复合材料高效切削加工的措施进行了总结。

关键词：超声振动辅助切削刀具磨损切削力表面质量

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

钛合金超声振动辅助切削研究进展

精密成形工程 2020年第5期12卷 151-158页

作者：陈德雄佘青青李哲陈德隆莆田学院新工科产业学院福建莆田351100

超声振动辅助切削(UVAM)作为一种新颖而有效的加工技术,可有效提高工件的切削加工性能,被广泛应用于钛合金切削加工领域。主要综述了钛合金超声振动辅助切削技术的国内外研究进展,主要集中于降低钛合金切削的切削力、切削温度、刀具磨... 详细信息

超声振动辅助切削(UVAM)作为一种新颖而有效的加工技术,可有效提高工件的切削加工性能,被广泛应用于钛合金切削加工领域。主要综述了钛合金超声振动辅助切削技术的国内外研究进展,主要集中于降低钛合金切削的切削力、切削温度、刀具磨损和提高工件表面质量等方面,可以较好地提高钛合金的切削性能,进而阐述新技术结合应用研究的新进展。最后,展望了该研究领域未来的主要研究方向和发展前景。对工程应用可行性、微观组织演变规律和专用设备的开发等的研究,仍然是当下和未来的研究热点。

关键词：钛合金超声振动辅助切削复合加工研究进展

SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电加工与模具 2021年第1期 55-59页

作者：黄博汪文虎蒋睿嵩熊一峰刘智武吴晓锋西北工业大学航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心陕西西安710072 四川大学空天科学与工程学院四川成都610065 中国航发西安航空发动机有限公司陕西西安710072

开展了SiCf/SiC陶瓷基复合材料的超声振动辅助切削试验研究,对比研究超声振动辅助切削及普通切削条件下切削参数对切削力的影响规律。结果表明:SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削时优选钎焊金刚石磨头,超声振动辅助切削相较于普... 详细信息

开展了SiCf/SiC陶瓷基复合材料的超声振动辅助切削试验研究,对比研究超声振动辅助切削及普通切削条件下切削参数对切削力的影响规律。结果表明:SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削时优选钎焊金刚石磨头,超声振动辅助切削相较于普通切削的切削力降低了10%~20%,主轴转速、进给速度、切削深度都会影响超声振动辅助切削和普通切削时的切削力。为降低切削力、减小刀具磨损,超声振动辅助切削主轴转速应控制在4000 r/min。

关键词： SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削磨头

航空难加工材料超声振动辅助切削技术现状及发展趋势

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工具技术 2018年第8期52卷 8-11页

作者：向业许磊廖鹏飞舒嵘李卫生路冬中国人民解放军驻320厂军事代表室南昌航空大学航空工业江西洪都航空工业集团有限责任公司

综述了钛合金、镍基高温合金及碳纤维增强复合材料等典型航空难加工材料超声振动辅助加工现状,在刀具上施加一维或二维超声振动可以提高航空难加工材料的切削加工性,具体表现为切削力降低、表面粗糙度改善、刀具磨损降低等。试验发现二... 详细信息

综述了钛合金、镍基高温合金及碳纤维增强复合材料等典型航空难加工材料超声振动辅助加工现状,在刀具上施加一维或二维超声振动可以提高航空难加工材料的切削加工性,具体表现为切削力降低、表面粗糙度改善、刀具磨损降低等。试验发现二维超声振动在切削航空难加工材料时效果更加显著。试验表明,未来开展超声振动加工与其它方式的复合加工将是进一步提高航空难加工材料切削加工性的有效手段。

关键词：超声振动辅助切削钛合金镍基高温合金碳纤维增强复合材料