TC4鈦合金由于具有比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天和醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鈦合金進(jìn)行了廣泛的研究,并得到了實(shí)際應(yīng)用。鈦合金由于導(dǎo)熱系數(shù)低,彈性模量小,在加工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致加工效率低,加工成本高。高速磨削技術(shù)可以很好的解決這一問(wèn)題,但是由于磨粒形狀及尺寸分布的隨機(jī)性使得磨削過(guò)程中磨粒與工件材料之間各種力學(xué)、物理學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜,導(dǎo)致了高速磨削機(jī)理的研究變得異常困難。論文以單顆磨粒為研究對(duì)象對(duì)磨削過(guò)程中的磨削力、材料堆積、磨屑形態(tài)以及滑痕表面特性進(jìn)行了觀(guān)察與分析,為探究復(fù)雜磨削提供了理論依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)在室溫條件下進(jìn)行鈦合金拉伸實(shí)驗(yàn),得到不同拉伸速度下鈦合金材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)圖,對(duì)TC4鈦合金的Johnson-Cook本構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化與修正,確定了材料本構(gòu)參數(shù)。并對(duì)鈦合金進(jìn)行了不同磨削速度下的摩擦磨損實(shí)驗(yàn),測(cè)定其摩擦因數(shù),以上工作為鈦合金磨削仿真做了鋪墊。(2)對(duì)磨削過(guò)程中單顆磨粒的幾何形狀進(jìn)行簡(jiǎn)化,確定磨粒幾何形狀為圓錐形;對(duì)磨削過(guò)程中磨削力以及磨削軌跡等進(jìn)行了理論的分析,設(shè)計(jì)了符合實(shí)際磨削過(guò)程的單顆磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡,并搭建了單顆...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈦合金性能及其高速磨削加工現(xiàn)狀
        1.2.1 鈦合金性能
        1.2.2 高速磨削技術(shù)
        1.2.3 鈦合金加工特性
    1.3 單顆粒磨削鈦合金磨削力理論模型
    1.4 單顆磨粒高速磨削仿真與實(shí)驗(yàn)研究
        1.4.1 單顆磨粒高速磨削實(shí)驗(yàn)研究
        1.4.2 單顆磨粒高速磨削仿真研究
    1.5 課題來(lái)源及研究背景和內(nèi)容
        1.5.1 課題來(lái)源
        1.5.2 課題研究意義
        1.5.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 單顆磨粒高速磨削理論
    2.1 單顆磨粒磨削材料去除過(guò)程物理模型
    2.2 單顆磨粒幾何模型的構(gòu)建
    2.3 單顆磨粒磨削力理論模型
    2.4 單顆磨粒磨削運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析
        2.4.1 單顆磨粒磨削滑痕長(zhǎng)度分析
        2.4.2 單顆磨粒磨削滑痕側(cè)面積分析
        2.4.3 單顆磨粒磨削材料去除率分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 單顆磨粒磨削TC4有限元仿真研究
    3.1 TC4鈦合金材料參數(shù)的確定
        3.1.1 TC4鈦合金材料Johnson-Cook本構(gòu)方程
        3.1.2 基于MATLAB的 Johnson-Cook本構(gòu)方程的修正
    3.2 基于切屑分離準(zhǔn)則的單顆金剛石磨粒磨削有限元模型的建立
        3.2.1 幾何模型的建立與網(wǎng)格的劃分
        3.2.2 材料斷裂準(zhǔn)則
        3.2.3 切屑分離準(zhǔn)則
        3.2.4 磨粒-工件摩擦模型
        3.2.5 摩擦因數(shù)的測(cè)定
    3.3 單顆金剛石磨粒磨削仿真結(jié)果分析與討論
        3.3.1 單顆磨粒高速磨削磨削力仿真
        3.3.2 滑痕形貌仿真分析
        3.3.3 不同磨粒負(fù)前角下的切屑形態(tài)
        3.3.4 磨粒負(fù)前角對(duì)切屑剪切角的影響
        3.3.5 金剛石磨粒的磨損仿真
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單顆金剛石磨粒磨削TC4鈦合金實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        4.1.1 磨粒砂輪的設(shè)計(jì)
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
    4.2 滑痕表面形貌分析
        4.2.1 滑痕三維形貌分析
        4.2.2 滑痕輪廓分析
        4.2.3 材料去除率分析
    4.3 滑痕亞表層分析
    4.4 單顆磨粒磨削TC4鈦合金磨削力分析
    4.5 磨屑形態(tài)分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號(hào)：3857428