| 题名 | 干式硬态车削Cr12MoV表面残余应力的仿真研究 |
| 作者 | 吴春雨 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 导师 | 沈浩 ; 黄志伟 |
| 关键词 | 残余应力 有限元仿真 干式硬态车削 影响机理 切削优化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 干式硬态车削加工时,已加工表面受高温、高压以及高应变率的影响,发生塑性变形,会在工件表面产生残余应力,对工件机械性能和疲劳寿命影响很大。已加工表面残余应力的形成是一个受多因素影响的复杂过程,不同的切削参数、不同的材料硬度都会影响到残余应力的形成和分布,为揭示残余应力的产生及分布规律,需要结合理论和试验,对其不同影响因素进行深入分析和研究。由于干式硬态车削试验中,需要多次试验采集数据分析,对刀具、工件材料消耗很大,试验成本较高。随着有限元法在金属切削加工以及残余应力建模仿真中的广泛应用,利用ABAQUS等有限元软件进行模拟试验,不仅省时省力、节约成本,而且表现力强、可靠性高,具有实际的参考价值。残余应力作为已加工表面质量的重要影响指标,对其产生过程及分布规律进行深入研究和揭示,可为合理选择切削参数、提高工件表面质量提供重要的理论依据。本论文通过对干式硬态车削Cr12Mo V表面残余应力进行有限元仿真分析,揭示了不同因素对工件表面残余应力大小及分布的影响机理,并提出了最优切削方案。主要工作内容和研究成果如下:（1）进行了SHPB试验,根据试验数据和Johnson-Cook本构方程,计算出了Cr12Mo V材料不同淬硬状态对应的A、B、C、m、n模型参数值,并运用ABAQUS有限元分析软件,建立了PCBN刀具切削Cr12Mo V的干式硬态车削模型。（2）采用单因素正交试验设计法,进行了干式硬态车削Cr12Mo V的有限元仿真试验,对其加工表面残余应力进行分析,揭示了不同材料淬硬程度、不同切削参数对已加工表面残余应力大小及分布的影响规律。（3）通过多因素正交试验设计,对不同切削参数进行了优化分析,提出了最优切削方案,并通过干式硬态车削实验对优化结果进行了验证。研究结果表明:在一定工件层深范围内,干式硬态车削Cr12Mo V表面00.16mm处均出现了残余压应力,且随着表面层深的递增,残余压应力先是逐渐增大,后又逐渐减小,最后趋近于0;在选取的5种不同影响因子中,随着工件硬度、背吃刀量、刀具后角的增加,已加工表面残余压应力逐渐增大,随着切削速度、刀具前角的增加,已加工表面残余压应力逐渐减小;在选取的4种不同切削参数中,对残余应力影响大小程度依次为:刀具后角最大,背吃刀量次之,切削速度第三,刀具前角最小;4种不同切削参数优化后的最优组合为:切削速度v=400 m·min-1,背吃刀量pa=0.20 mm,刀具前角γ0=-5°,刀具后角α0=10°。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 72 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92943]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴春雨. 干式硬态车削Cr12MoV表面残余应力的仿真研究[D]. 2017. |
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