純鐵材料具有優(yōu)良的電磁性能,因此廣泛應用于電工電子、國防、航空航天等領域中。對于由純鐵材料制成的薄壁零件,一方面由于純鐵材料的高塑性,切削加工性能較差,影響零件的表面質量和性能,另一方面由于薄壁的特征,在加工過程中易發(fā)生變形,而殘余應力的重分布是造成零件加工變形的重要原因。因此,本文以純鐵薄壁零件為研究對象,通過理論分析、有限元仿真和實驗測試等方法,研究了純鐵車削加工產生的殘余應力,并分析了加工殘余應力的重分布對薄壁零件變形的影響規(guī)律,為改進純鐵薄壁零件的加工工藝提供參考,具體的研究內容如下:（1）采用AdvantEdge有限元軟件,建立了純鐵正交切削仿真模型,對影響純鐵加工殘余應力的熱力載荷進行了分析�；谇邢鳈C理,建立了正交切削中等效熱力載荷的解析模型。在此基礎上,考慮車削加工中刀尖圓角的影響,確定了車削加工過程中等效熱力載荷和切削參數(shù)之間的函數(shù)關系。（2）建立了基于等效熱力載荷的純鐵車削加工殘余應力仿真模型。為了量化等效熱力載荷,開展實際切削實驗,測試了切削力系數(shù)、切屑變形系數(shù)、第三變形區(qū)刀具-工件接觸長度以及熱分配系數(shù)等相關參數(shù),為仿真模型提供數(shù)據(jù)基礎。通過仿真模型獲得了純鐵加... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 加工殘余應力的產生機理及影響因素
        1.2.2 加工殘余應力的預測方法
        1.2.3 殘余應力導致的薄壁零件變形
    1.3 論文主要研究內容及結構
2 車削加工過程中的熱力載荷建模與分析
    2.1 正交切削的有限元仿真分析
        2.1.1 正交切削仿真模型的建立
        2.1.2 仿真模型中熱力載荷分析
    2.2 正交切削的等效熱力載荷解析建模
        2.2.1 等效力載荷建模
        2.2.2 等效熱載荷建模
    2.3 車削加工的等效熱力載荷建模
    2.4 本章小結
3 基于等效熱力載荷的加工殘余應力仿真模型
    3.1 模型概述
        3.1.1 有限元模型的建立
        3.1.2 等效熱力載荷的加載
    3.2 相關參數(shù)的實驗標定
        3.2.1 實驗材料及設備
        3.2.2 參數(shù)標定過程及結果
    3.3 有限元仿真結果
        3.3.1 仿真模型的參數(shù)設置
        3.3.2 仿真結果分析
    3.4 本章小結
4 純鐵車削加工殘余應力的實驗研究
    4.1 加工殘余應力的測試方法
        4.1.1 X射線衍射法測試基本原理
        4.1.2 實驗方案和測試設備
        4.1.3 測試結果和仿真結果的對比
    4.2 切削參數(shù)對加工殘余應力的影響
        4.2.1 基于正交設計的試驗方案
        4.2.2 實驗結果分析
    4.3 刀具參數(shù)對加工殘余應力的影響
        4.3.1 刀尖圓角對加工殘余應力的影響
        4.3.2 刀具涂層對加工殘余應力的影響
    4.4 本章小結
5 加工殘余應力對純鐵薄壁球殼變形的影響
    5.1 基于映射法的變形仿真模型
        5.1.1 映射法的基本原理
        5.1.2 軸對稱模型中映射法的實現(xiàn)過程
    5.2 薄壁球殼變形仿真模型的建立
        5.2.1 薄壁球殼加工殘余應力場的構建
        5.2.2 仿真模型的建立過程
    5.3 仿真結果分析
        5.3.1 加工不同表面時對加工變形的影響
        5.3.2 切削參數(shù)對加工變形的影響
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]機加工表面殘余應力及其疲勞壽命評價的研究進展[J]. 何少杰,楊文玉,郭步鵬,周瑞虎.  表面技術. 2015(06)
[2]冷卻潤滑方式對純鐵車削表面完整性的影響[J]. 孔金星,鄧飛,趙威,何寧.  華南理工大學學報(自然科學版). 2015(06)
[3]基于有限元的切削加工仿真及殘余應力分析[J]. 王永勝,胡青春.  工具技術. 2011(02)
[4]基于熱力耦合模型的切削加工殘余應力的模擬及試驗研究[J]. 孫雅洲,劉海濤,盧澤生.  機械工程學報. 2011(01)
[5]薄壁零件切削變形的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 馬海龍,段輝,湯愛君.  機床與液壓. 2010(09)
[6]純鐵高溫高應變率下的動態(tài)本構關系試驗研究[J]. 包衛(wèi)平,趙昱臻,李春明,任學平.  機械工程學報. 2010(04)
[7]車削加工殘余應力的實驗研究[J]. 孔慶華,于云鶴.  同濟大學學報(自然科學版). 1999(05)
[8]切削加工表面殘余應力的理論預測[J]. 胡華南,周澤華,陳澄洲.  中國機械工程. 1995(01)

博士論文
[1]殘余應力作用下復雜曲面零件的變形分析、預測與實驗研究[D]. 戰(zhàn)崇華.華中科技大學 2017
[2]純鐵薄壁球殼精密車削技術基礎研究[D]. 孔金星.南京航空航天大學 2016
[3]鋁合金航空整體結構件加工變形機理與預測研究[D]. 黃曉明.山東大學 2015
[4]精密薄壁回轉體零件加工殘余應力及變形的研究[D]. 劉海濤.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[5]航空鋁合金厚板初始殘余應力及其對銑削變形影響的基礎研究[D]. 王樹宏.南京航空航天大學 2005
[6]航空整體結構件銑削加工變形的有限元模擬理論及方法研究[D]. 黃志剛.浙江大學 2003
[7]關于航空框類結構件銑削加工殘余應力和變形機理的研究[D]. 王立濤.浙江大學 2003

碩士論文
[1]純鐵薄壁殼體精密車削變形預測與控制[D]. 王昊.大連理工大學 2018
[2]不銹鋼切削加工殘余應力預測研究[D]. 楊鴻志.華中科技大學 2014
[3]高速切削淬硬鋼已加工表面白層和殘余應力的預測與實驗研究[D]. 孔維森.大連理工大學 2013
[4]刀—屑摩擦系數(shù)估計方法及切削參數(shù)對殘余應力影響仿真研究[D]. 劉明貞.華中科技大學 2012



本文編號：2943626