用滑移线场法研究切屑卷曲的探讨

本文提出了根据刀～屑接触面力学边界条件求滑栘线场速度场数值解的方法,并根据计算结果对前刀面附近的二次塑性流动和切屑卷曲机理作了初步的探讨。分析结果表明,塑性变形区的不均匀变形以及由此而产生的切屑流出速度不均匀,是造成切屑卷曲的主要原因。     

硬脆颗粒增强金属基复合材料的切屑形成机理

颗粒增强金属基复合材料具有非均匀的显微组织结构,在切削力作用下其剪切变形不是在一个平面内而是在一个有相当厚度的区域内完成,传统的单一剪切平面模型不适合用于这类非连续增强型复合材料的切削分析．颗粒增强复合材料基体的塑性变形始终受到不可塑性变形颗粒的干扰,故在复合材料成屑过程中裂纹的形成和扩展起重要作用,并由此决定了切屑的基本形态．分析了材料进入剪切变形区后发生的非定向连续滑移、剪断和基本稳定滑移三种情况．     

运用高新技术改造传统实验--金属切屑形成过程的实验改造

介绍运用高新技术改造机械制造技术基础这门课中切屑形成过程实验的成功实例.通过使用新的实验仪器,使学生观察到了老实验中无法观察到的金属切削实质现象.     

纳米/超细晶切屑形成机理的有限元研究

建立了大负前角和钝圆半径联合作用的大应变切削模型,采用有限元分析软件模拟较低切削速度下刀具前角和钝圆半径对切屑形态、等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力的影响.结果显示,随着刀具前角的减小和钝圆半径的增加,切削变形区中的等效应变、应力、应变速率、切削温度和主切削力均有一定程度的增加,且刀具前角比钝圆半径影响更为显著;负前角切削时,钝圆半径的作用明显减弱;大负前角低速切削时,切屑在相对低的温度、较高的应变速率和应力下发生大剪切应变,形成具有纳米/超细晶结构和高硬度的切屑材料.     

高速切削淬硬钢主剪切区绝热剪切失稳微观机理研究

使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对高速切削淬硬30CrNi3MoV高强度钢形成的锯齿状切屑主剪切区内材料微观特征进行了观察,并对绝热剪切失稳的微观机理进行了分析.微观观察和分析结果表明,绝热剪切带中心由平均直径0.4～0.6μm的细小等轴晶粒组成,过渡区内为碎化并沿剪切方向拉长的马氏体板条组织.锯齿状切屑的形成应归因子主剪切区材料绝热剪切失稳的发生,在此过程中,动态回复和再结晶成为微结构演化的主要冶金过程,绝热温升起到了关键作用.等轴晶组织的形成机制为旋转式动态再结晶.     

矩形槽切削的切削力及切屑横向变形的研究

本文指出,矩形槽切削时的切削力可以看成由三部分组成:a、刀具主切削刃作直角自由切削产生的切削力;b、刀具副切削刃产生的切削力;c、切屑横向变形引起的切削力。通过分析表明,矩形槽切削时,切削力较自由切削时大的主要原因是由于切屑的横向变形受到限制而产生附加应力场,造成流屑过程中切屑两侧与工件已切槽侧壁发生严重摩擦所致,而刀具副切削刃产生的切削力几乎是可以忽略的。     

大应变切削制备纳米晶/超细晶切屑形成机理的有限元研究

本文建立了大负前角和钝圆半径联合作用的大应变切削模型,采用有限元Deform分析软件模拟较低的切削速度下,刀具前角和钝圆半径对切屑形态、应力、应变、应变速率、切削温度和切削力的影响。实验结果显示,随着刀具前角的减小和钝圆半径的增加,切削变形区中等效应变、应力、应变速率、切削温度和切削力均有一定程度的增加,且刀具前角相比钝圆半径具有更加重要的影响,而负前角切削时,钝圆半径的作用明显减弱。大负前角低速切削条件下,切屑在相对低的温度、较高的应变速率和应力下发生大剪切应变,形成具有纳米晶/超细晶结构和高硬度的切屑材料。     

切屑数值模拟研究之中碳钢的高速加工

通过建立的正交切削有限元模型,采用Cockroft-Latham切屑断裂标准作为工件材料失效准则对45号钢高速加工过程进行了数值模拟,得到了崩碎状切屑的形成过程。并对切削过程中获得的切削力曲线及切削温度场分布进行了分析。加工过程中由于崩碎状切屑的不断产生导致切削力及切削温度产生较大的波动。数值模拟结果为进一步研究45号钢高速加工切削机理及切削参数优化、刀具几何尺寸的设计提供了基础。     

金属切削中切屑的显微组织变化

本文采用爆炸快速落刀法获得切屑标本,对40CrMo钢退火状态下,不同切削速度的切屑,运用扫描电镜和光学显微镜分析了切屑的第一变形区和二第变形区的组织变化,指出了切削速度为46m/min下,第一变形区的组织已有部分发生回复和再结晶; 第二变形区部分组织已发生奧氏体化,随后转变为马氏体,由此可以得出第二变形区同时发生了塑性变形、加工硬化和回复,再结晶,奧氏体化的典型热加工特征。从物理冶金方面来说,是“微区热加工”过程。     

金属切削毛刺形成的有限元模型及机理分析

金属切削毛刺是影响精密零件棱边质量及使用性能的主要因素之一．本研究建立了毛刺形成的有限元模型，并根据其模拟结果分析了毛刺形成的机理，由此将毛刺形成分为三个不同形成机理的阶段．提出了负剪切角及负变形区的概念．在本有限元模型中提出并应用了基于材料失效的切屑分离准则．模拟结果与试验结果进行了比较，取得了教好的吻合．本模型的建立为分析毛刺的形成机理及定量预报提供了一种有意义的探索途径．     

时变金属切削过程颤振的研究

本文根据时变金属切削过程的概念,采用对信号分段的AR模型描述其时变性,并用于第二汽车制造厂Mx-4车床颤振的研究.文中对时变金属切削过程颤振的AR谱特性、颤振模态的阻尼率、时变系统的特征根这三个方面都进行了深入的研究,指出了时变金属切削过程颤振的特点,提出了颤振状态下的机床切削系统仍然是稳定系统的观点.文中的分析结果较好地解释了Mx-4车床颤振的一些特有现象.     

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.     

利用扫描电镜进行IC定量电位测量的研究

用扫描电镜对ＩＣ样品电位衬度的定量测量技术作了研究,在对ＤＸ－３型扫描电镜 进行改进的基础上,增加了测量辅助装置,设计制作了平面－半球形栅能量分析器及测量 反馈控制系统．实验研究了各种电参数对“Ｓ－曲线”的影响及不同工作状态下测量误差 的变化,在样品电位变化范围为±５Ｖ时,测量误差小于０．２Ｖ,并在理论上对引起测 量误差的因素作了分析估算。     

从金属切削探讨规则剪切的机理

从金属切削过程入手，在改变切削参数的情况下，将金属切削模型演化成剪切模型。提出理想规则剪切模型与规则剪切的预荷方式，得出棒料规则剪切的本质。     

激光切割过程中位置检测系统抗干扰研究

针对激光切割过程中位置检测系统的电容传感器检测信号易受切割熔渣影响的问题,提出了一种通过有限元法计算熔渣溅射对电容传感器影响的方法。首先,通过COMSOL软件对传感器建模,并采用有限元法对电容传感器的电容变化及熔渣飞溅过程中各因素改变对电容的影响进行仿真计算;然后,采用金属球模拟熔渣,对仿真结果进行实验验证;最后,通过插补法处理仿真计算结果及实测电容,绘制电容的等值线图并得到熔渣溅射过程中电容的变化规律:在熔渣飞向切割头的过程中,电容变化存在逐渐增大并两次突变的特征,变化大小与熔渣体积呈正比关系,与极板间距呈反比关系,且熔渣处于平面影响区及其下方区域时对传感器影响更大。实测值与仿真结果误差在0.001pF以内,因此仿真结果可准确地反映熔渣溅射对电容传感器的干扰情况,为干扰滤除及切割头设计提供理论依据。     

金属切削毛刺的形成及预报的研究

金属切削毛刺的形成过程是一个非常复杂的材料变形过程 ,毛刺的形成直接影响着精密零件的棱边质量 有必要对毛刺的预报及控制进行深入、系统的研究 影响毛刺形成的因素众多 ,建立三维切削毛刺形成的模型是非常困难的 本文论述了建立二维直角自由切削中两侧方向毛刺形成的数学—力学模型的方法、毛刺控制图表及毛刺专家系统的研究进展和应用 ,提出了毛刺分类标准研究的必要性     

对金属切削中温升的探究

从摩擦学入手,运用位错理论及粘着理论,对金属切削过程中的三个变形带和两种摩擦状态进行了全面分析,并提出了犁削项的存在,且参与了力系的合成。同时,由于法向载荷的变化.对摩擦系数产生的不同影响,进而引起加工质量和动力消耗的变异。文中详尽阐述了金属在切削过程中产生的剪切热量及摩擦热量,其分布状况、数量比例、散逸途径,并从中导出了计算热量、温升的理论公式,提出了发热指数的概念及计算方法。最后,通过具体算例,验证了金属切削加工过程中的热量、温升等的理论计算问题。