切削参数对7075铝合金铣削性能影响仿真分析

通过热弹塑性变形有限元法,建立了7075铝合金铣削加工热力耦合三维有限元仿真模型,分析了各切削分力和切削温度随时间变化曲线,研究了不同切削参数对各切削分力和切削温度的影响规律.结果表明,在给定切削参数范围内,切削深度对各方向切削力均产生较大影响,其中,随着切削深度从0.1 mm增大到2.6 mm,吃刀抗力增加84.5 N,影响程度最大;主轴转速对各方向切削力影响较小,均在5 N以内;切削温度受每齿进给量影响最大,随着每齿进给量从0.005 mm/tooth增大到0.08 mm/tooth,切削温度从146℃增加到317℃,而切削深度对切削温度影响较小,在20℃范围内波动.     

金属切削刀具减摩槽的研究

通过采用磨有减摩槽的车刀进行切削实验,将测得的切削力数据计算３分析得出磨有减摩槽的刀具可降低切削车的数据,并由此分析减摩槽参数与进给量等之间的关系、磨有减摩刀的在具切削深度、大进给量的切削加工方面有明显的降低切削力的效果和实用价值,用于不重磨刀片刀具上具有广阔的前景。     

基于应变梯度的微切削第一变形区几何分析模型的研究

应用应变梯度塑性理论构建了微切削第一变形区的力学模型,在此力学模型的基础上提出了第一变形区几何尺寸的分析预测方法和影响因素,得出当材料的内禀长度l越小,即材料相对均匀时,第一变形区厚度赿小.当切削厚度增大时,第一变形区的长度增大.设计了正交切削实验来验证模型的有效性,实验结果表明随着进给量的增大,第一变形区厚度减小而第一变形区的长度反而增大.     

刀具参数对超声切削蜂窝芯切削力及温度影响仿真分析

建立了圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的三维有限元模型,研究刀具前角、刀具后角和刀片直径等刀具参数对进给力和切削温度的影响.研究结果表明:在圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯过程中进给力随着刀具前角和刀片直径的增大而增大,随着刀具后角的增大而减小;切削温度随着刀具前角和刀具直径的增大而增大,随着刀具后角的增大而减小.     

纤维角度对碳纤维复合材料切削性能的影响分析

针对碳纤维复合材料单层布正交切削建立有限元分析模型,研究不同纤维角度碳纤维复合材料切削加工的表面形貌、切屑形貌和进给切削力,并对纤维角度的影响规律及其形成原因进行分析,分析结果表明:纤维角度为0°的碳纤维复合材料切削加工表面质量最好,纤维角度为90°方向次之,其次为135°,45°方向最差;纤维角度为0°时,其加工切屑为带状或连续带状,45°的切屑主要为小块状,90°的切屑主要为粉末状,135°的切屑主要为稍大的块状;纤维角度在0°~180°范围内,进给力随纤维角度的变化曲线近似为正弦状,在45°附近最大,135°附近最小.     

奥—贝球墨铸铁切削加工性的研究

本文对奥—贝球铁的切削加工性能进行了实验和研究。分析研究了切削用量三要素对奥—贝球铁主切削力F_z和刀具耐用度的影响规律;从降低切削力的观点出发,优选了刀具材料。本论文所得出的结论及实验数据,对奥—贝球铁的切削加工有指导意义,可作为有关部门切削加工的参考     

RV减速器摆线轮轴承孔精镗加工工艺分析

以RV80E减速器摆线轮为研究对象,利用金属切削有限元软件Advant Edge FEM对其轴承孔精镗加工过程进行仿真分析,模拟了切削温度和切削力的变化情况.在此基础上,分析了不同进给量对切削温度、刀具切削力的影响,确定了摆线轮轴承孔精镗加工的最佳进给量范围,仿真分析结果为实际摆线轮轴承孔镗削加工的切削参数选择提供了参考.     

切削式吸能的惯性效应

在考虑切削热影响的基础上,采用数值模拟研究了切削式吸能过程的惯性效应,计算了不同初始撞击条件下的稳定切削力、切削位移、最高温度、热耗散能量和热耗散能量比例。计算结果表明:初始撞击能量为20kJ时,切屑生成时切削力未出现明显的初始峰值,稳定切削力变化范围为63.0~63.8kN,变化规律相同,变化趋势一致;撞击质量为200kg,撞击速度变化范围为3~10m·s-1时,稳定切削力变化范围为63.0~64.4kN;撞击速度为10m·s-1,撞击质量由0.4t增加至3.2t时,热耗散能量由4.12kJ增加到36.64kJ,热耗散能量随撞击质量的增大而增大,最高温度变化范围为586℃~602℃,热耗散能量比例变化范围为20.6%~23.2%,稳定切削力的变化范围为63.0~64.1kN。可见,在切削深度和刀具几何参数不变的条件下,初始撞击能量、撞击质量和撞击速度对切削力影响很小,切削式吸能过程的惯性敏感性弱,切削式吸能结构属于第Ⅰ类,而且,切削热占能量耗散比例大,撞击速度对其影响程度大。     

薄壁叶片加工误差分析与预测

薄壁叶片在数控加工中容易变形,影响加工精度,提出了采用柔性变形迭代方法计算叶片铣削过程中的变形量．首先利用正交切削仿真试验确定球头铣刀的铣削力模型,并给出叶片数控加工刀触点计算方法,再将切削力加载到叶片的有限元网格节点上,采用柔性变形迭代方法计算出薄壁叶片的变形量．结果表明,所提出的方法能有效地预测薄壁零件的变形,为叶片加工误差补偿提供了依据．     

塑性材料超声振动切削变形区分析

基于商用有限元软件ABAQUS,以切削高温合金为例,采用新的弹塑性材料本构关系,建立振动切削下刀具与工件接触二维正交模型,分析材料去除机理,研究切削力、变形区的应力分布变化规律等,并进行动态冲击切削试验加以验证.研究发现:相比普通切削,振动切削时第一变形区离刀具较近处在刀具一次振动冲击时即达到材料强度极限,自身内部发生损伤破坏,只需刀具以很小的力推进即可切除,符合振动切削超前损伤机理;此外,第三变形区处振动切削应力最大值小于普通切削的,故摩擦挤压程度较小,与振动切削塑性材料加工表面质量较高的事实一致.     

基于临界平面法的钢轨裂纹萌生寿命预测模型研究

临界平面法是常用的钢轨裂纹萌生寿命预测方法,诸多文献分别基于此研究了相关的预测模型,但计算出的钢轨裂纹萌生寿命时间比现场观测到的裂纹萌生寿命稍短。通过对预测模型进行理论分析,结果认为,蠕滑力在裂纹萌生预测模型中起十分重要的作用,尤其是纵向蠕滑力与自旋蠕滑力。采用全蠕滑状态是致使预测结果比实际观测结果要短的重要原因之一。此外,摩擦热应力产生的残余应力为拉应力,不平顺导致接触应力的改变,钢轨材质与夹杂物的影响,以及裂纹萌生阶段的选取准则,磨耗的影响等,都应在钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测中有合理考虑。     

样本数量对切削力的神经网络预测精度的影响

为用尽量少的训练样本达到预测目的，通过不同数量训练样本训练网络的对比试验，分析了训练样本数量对基于列文伯格-马夸尔特算法的切削力的神经网络预测精度的影响．用统计学平均幅值和均方差作为误差的评价指标，探讨了训练样本数量与预测精度的关系．研究结果表明：用40-50组样本训练网络，就可以实现特定切削用量范围内切削力的准确预测．     

支主管夹角对X形圆钢管节点轴向传力的影响

为了研究支主管夹角对X形圆钢管相贯节点轴向受力性能的影响，进行相关试验来校验有限元模型，以有限元为手段分析了支主管夹角对X形节点在支管轴力作用下的传力特性和承载力的影响；根据有限元参数分析结果，对支主管夹角较小的节点的承载力提出了改进建议. 研究结果表明:节点试件的破坏模式为相贯线附近主管管壁局部屈曲；当支主管非正交但夹角大于60° 时，节点的传力特性与支主管正交节点的相近，符合Togo模型的假定，现行规范中的夹角正弦的倒数项能精准地反映夹角对节点承载力的影响；但当节点的支主管夹角小于45° 时，其传力特性与Togo模型的假定有较大的差异，夹角正弦的倒数也低估了支主管夹角对节点承载力的提高，对于夹角接近30° 的节点甚至低估了30%；因此建议当夹角小于45° 时，在规范已有的节点承载力计算式的基础上乘以修正系数.      

高速铁路桥上无缝线路力学计算模型对比

高速铁路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间力学特性,平面力学模型不能很好反映上述工况,有着较大的局限性。在吸收前人研究成果的基础上,建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元空间力学计算模型,以秦沈客运专线32m多跨简支双线整孔箱形梁桥为例,对其进行了纵向力分析,并与传统平面力学模型进行了比较。对于伸缩附加力,平面模型与空间模型计算结果相差不大;对于挠曲附加力,平面模型与空间模型计算结果有较大的差别;当双线对称加载时,平面模型与空间模型制动附加力计算结果相差不大;在单线制动或双线对向制动时,平面模型的计算结果较多超过空间力学模型的计算结果,其计算结果是偏于保守的。对比分析表明空间力学模型更适宜于各种工况附加力的计算。     

悬索桥锚跨索股索力的精确计算与调整方法

为获得悬索桥锚跨索股高精度索力,便于施工过程中索力控制,基于泰州长江公路大桥锚跨索股参数识别结果,利用桥梁结构非线性分析软件BNLAS建立了锚跨索股的精细化模型.通过赋予该模型中索股不同的初始索力值,得到一系列一一对应的索力-频率数据;对这些数据进行回归分析,建立索力与频率的显式关系,从而无需通过迭代求解超越方程获得索力.基于弹性理论计算,提出了索力的调整方法,即将索力的调整转换为锁紧螺母螺距的调整.研究结果表明:用提出的方法计算索力,误差均在3%以内;所提出的索力调整方法可靠,满足施工控制对索力监控的要求.     

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

关于数控车床上坐标系计算的研究

数控车床加工过程是通过程序由机床坐标系来保证,要确保机床坐标位置与编程坐标位置的吻合,同时又要避免切削加工时产生的切削力和弹性变形力的作用下对零件的损伤,就需要确定定位基准和刀尖的起始点位置,通过在程序编程过程中的坐标系计算与划分步骤来进行,这样不但只需要进行一次对刀就能完成对整个零件的完整加工,而且也能对提高加工过程中的零件精度和生产加工水平起到重要的作用.