基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力概率特性分析

考虑随机因素的影响,采用蒙特卡罗数值模拟方法,研究金属切削过程中切削力的统计分布规律.建立非等分平行面剪切区模型,求解切削速度、剪应变以及剪应变率.构建金属切削材料控制方程和温度控制方程,求解剪切区剪切应力及切削力.根据切削参数的分布信息抽取样本,代入切削力模型进行计算,获取切削力,并统计切削力的概率特性,从而提出一种基于蒙特卡罗方法的直角切削切削力预测方法.     

基于流线理论计算正交切削中应变率和应变的方法

依据流体力学中的流线理论,选用了一个较为通用的流线模型,对正交金属切削时的塑性变形进行了分析研究.对实验获得的切削中的流线轨迹和流线模型进行拟合,确定了模型中的几何参数.应用流线理论和塑性理论相结合的方法,计算了剪切区的应变率分布,其结果与前人的实验和计算结果基本吻合,说明此流线模型可以用来分析金属切削中的塑性变形.对应变率进行数值积分,得到了剪切区的应变分布.根据计算的应变结果,提出了一种定义剪切区形状的方法.     

剪切面边界条件对工件表面层加工硬化深度的影响

应用有限元法研究了剪切面边界条件对正交金属切削中工件表面层加工硬化深度的影响。有限元分析结果表明，剪切面法向应力分布对表面层硬化深度无显著影响，剪切面长度是影响硬化深度的主要因素。     

剪切面边界条件对工件表面层加工硬化深度的影响

应用有限元法研究了剪切面边界条件对正交金属切削中工件表面层加工硬化深度的影响，有限元分析结果表明，剪切面法向应力分布对表面层硬化深度无显著影响，剪切面长度是影响硬化深度的主要因素。     

金属切屑中绝热剪切变形

分析金属高速变形的绝热剪切塑性失稳现象,并引入金属切削领域,阐述金属切屑中热塑失稳机理,并讨论绝热剪切带的特征.     

梯形槽切削的切削力数学模型

根据对剪切面上应力状态的不同假设，分别建立了两种不同的梯形槽切削力数学模型。模型I假设剪切面上的应力满足平衡条件，模型Ⅱ假设剪切面为最大剪应力面。以此为基础，分别推导了相应的切削力理论公式及切削方程式。同时，进一步分析了非完整切深梯形槽切削的切削力。通过大量实验表明，按模型Ⅱ推导的切削力公式及切削方程式所预测的理论值与实验值具有较好的一致性。     

金属切削过程声发射机理

研究了金属切削过程的声发射机理，建立了正交切削条件下的金属切削过程声发射理论模型，即声发射信号能量与切削参数的关系模型，通过车削加工过程声发射检测实验，证实了模型的正确性。     

计算机动画与仿真技术在金属切削变形教学中的应用

把计算机动画模拟和仿真技术应用到金属切削原理的教学中，利用图象、动画、声音播放等多媒体技术，演示金属削切变形区中金属晶粒的剪切、滑移和拉伸的过程、根据Ｍｅｒｃｈａｎｔ和Ｌｅｅａｎｄ Ｓｈａｆｆｅｒ公式以及切削力实验数据，动态仿真切削时摩擦角和剪切角的变化情况，并对两公式的计算结果进行比较。     

斜角切削的力学温度刀具耐用度及工件硬化的新研究

大部分金属切削刀具均属斜角切削,故此斜角切削的研究对金属切削加工实在非常重要。有关直角切削的理论已有充分的发展,而直角切削其实是斜角切削的一个特例,故此斜角切削的研究结果,应当可以应用于直角切削。从文献看到的斜角切削研究报告大多数限于切屑的形式及基于单剪切面概念的力学研究,似乎斜角切削的研究远远不如直角切削深入。尤其是在斜角切削的温度,刀具耐用度或工件加工硬化方面更缺乏分析及研究。这篇论文为作者及其他合作研究者近十年来对这方面的报导,希望能籍此引起金属切削专家对斜角切削的兴趣。本文包括介绍一个简单而有效的流屑角的量度方法。其后利用滑移线原理构成剪切区的假想界限,作出力学的理解。实验证实这个新理解方法不但可代替单剪切面的理论,同时可计算切削刃前的平均压力。更可用“有效倾角”概念利用直角切削资料来预测斜角切削的切削刃前的平均压力。斜角切削的温度分析首次在这篇论文上介绍。剪切面与前刀面的热源可分为垂直与纵向两个分热源,其温度可分别从一个移动热源温度表内找出,随后利用叠加原理,建立一斜移热源方程式来计算斜刃切削的正确温度。至于刀具耐用度方面,实验结果显示,刀具刃倾角越大,刀具耐用度越高。用粘合磨损理论论证了后刀面磨损减少的原因为刃倾角增大而导致后刀面温度下降。这个现象可用后刀面斜移热源方法加以论证。在工件方面,工件因加工而导致表面硬化,往往影响到精加工的刀具耐用度。实验证实当切削刃刃倾角加大,工件加工硬化增高。这是由于剪切区因切削刃倾斜而产生一纵向剪切力,形成附加的材料硬化。作者介绍工件在斜角加工后加工硬化的简易估计方法。     

带圆弧型卷屑槽刀具的直角干切削动态传热模型

分析了带圆弧型卷屑槽刀具在正交干切削加工过程中切削热的产生及分布，建立了剪切功分析模型和切屑动态传热模型，并结合刀具传热模型，得出了摩擦热在切屑和刀具间的能量分配比Ｒｆ和切屑、刀具内动态温度分布的理论计算方法。     

切屑形成的电镜研究

切削过程中金属层流过剪切区发生塑性变形后形成切屑。抛光的板状纯铁作被加工材料,通过刨屑快速退刀获得的切屑,用光学显微镜及扫描电子显微镜观察切屑层片内的表面滑移带。滑移带的数量、形状和分布,可反映金属塑性变形的程度和方向,并可间接地推测位错均行为。滑移带间距为1—3μm,带与带之间基本上无塑性变形。层片宽度为30—50μm,比滑移带间距大一个数量级,各层片内有数量不等的滑移带。研究结果说明在一般切削条件下,(a_p=0.3,O.7mm),切屑形成由层片间发生相互变形和层片内晶面发生滑移引起的。     

基于SPH法的金属切削大变形数值模拟

采用光滑质点流体动力学法对金属切削过程中复杂的材料本构行为进行了数值模拟,进而分析了切削加工中的基本规律.模拟结果表明,切削过程是切削层材料受刀具的挤压而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;堆积在刀尖处的材料屈服强度提高,接触应力增大,使得工件表面产生显微裂纹;切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在一定范围内平稳变动;形成切屑后,前刀面上的最大接触应力在距离切刃一定距离处上下变动,在该位置处刀具的磨损较为严重.     

钢管双芯棒圆周剪切法的实验研究

本文研究一种新的钢管剪切方法─圆剪切法，其基本思想让剪切刃沿钢管圆周方向逐步剪切，以实现钢管切断，通过运动学分析阐述了剪切金属的变形原理，实验研究证明了该方法的可行性，并对切口断面的质量进行了分析。     

冰层回转钻进冰屑温度计算及影响因素分析

为了分析冰层回转切削钻进时冰屑温度的变化规律,借鉴金属切削理论,建立了切削温度计算模型,对钻压、转速、切削具刃前角、切削具切入冰层深度、冰与切削具之间的摩擦系数、冰的抗剪强度以及切削具导热系数等因素对切削温度的影响规律进行了研究.结果表明,上述参数对切削温度均有一定的影响,其中摩擦系数对冰屑的温升影响最大,当摩擦系数增大到0.3时,冰屑的温升可高达9.11℃.钻头转速以及切削具刃前角对冰屑温升也有较大的影响,当钻头转速由30 r/min增大到130 r/min时,冰屑的温升由2.35℃增大到4.35℃;切削具刃前角由15°增大到75°时,冰屑的温升由3.48℃降低到2.42℃.     

基于LS-DYNA的金属切削加工有限元分析

采用有限元法对金属的切削加工过程进行了模拟,得出了工件内部应力、应变及温度的变化规律.模拟结果表明,切屑是切削层材料受到刀具前刀面的推挤,沿某一斜面发生剪切滑移形成的;切削进入稳定阶段后,材料的最大等效应力保持在某一值附近波动;钝圆半径的挤压导致成形表面产生残余应力;切削热主要集中在切屑上,切屑温度从切屑底层到外层逐渐递减.该方法弥补了实验方法冗繁的缺点,为金属切削原理的研究、切削加工工艺的设计提供了高效的方法和理论依据.     

拆除爆破中墙体剪切坍塌模型及力学判据研究

提出了墙体剪切坍塌破坏的结构模型,从能量观点出发,结合对模型的分析给出了墙体爆破缺口的实用计算方法.通过对拆除爆破中墙体发生剪切坍塌的力学条件分析,给出了墙体剪切长度的计算公式.上述研究为拆除爆破中运用延时爆破改变楼房的破坏机制,控制坍塌姿态提供了理论依据.图2,表2,参6.     

浅谈综采工作面大倾角浅截深割煤控制顶板工艺

详细介绍了综采工作面大倾角浅截深割煤控制顶板工艺，包括浅截深割煤操作工序，采煤机割煤工序，浅截深割煤的移架工艺，并分析了浅截深往复单循环作业的优点。     

降雨入渗条件下路堑边坡稳定性

分析了降雨入渗对路堑边坡稳定性的影响机理和特性,以非饱和渗流理论为基础,建立了入渗条件下的流-固耦合数学模型及SWCC模型模型,并根据现场土质特性对广东某环城高速公路堑边坡在不同降雨强度下的坡内水压力和流速分布进行了预测,并计算得到了降雨入渗后的安全系数.结果表明:随着土体含水率增加,内摩擦角和粘聚力下降导致抗剪强度急剧下降,是边坡失稳的根本原因; 随着降雨强度的增大,最小安全系数不断减小.     

剪切下料问题的几何分析

本文针对剪切下料问题中存在的不足,从裂纹扩展的角度出发,以两个剪刃处产生的裂纹在扩展后必须相遇及保证剪切质量为前提,对剪切下料过程中影响剪切质量的径向间隙、轴向间隙、棒料直径及剪刃和棒料的接触长度进行了综合的几何分析,并以此为基础探讨了适宜的剪切下料方法。本文为径向夹紧剪切下料提供了必要的理论依据,实验证实了理论分析的正确性。