300M超高强度钢高速切削过程仿真研究

针对300M超高强度钢切削加工性较差的问题,通过有限元仿真技术对300M钢的高速切削过程进行研究。在相关试验数据的基础上,创建高速切削仿真模型,研究切削过程中切屑形态、切削区的应力分布,以及切削速度、刀具几何角度的变化对切削力、切削温度的影响规律。仿真结果分析表明:仿真数据与试验数据的变化趋势基本相同,切削速度增大,切削温度随之升高,切削力先升高后下降;前角角度增大,切削力和切削温度都较大程度下降,应力向刀尖与工件接触区集中;后角增大,切削力和切削温度略有下降,但变化幅度较小。     

300M超高强度钢高速铣削切削力建模研究

通过建立300M超高强度钢(低合金超高强度钢40CrNi2Si2MoVA)高速铣削切削力经验模型,分析切削参数对切削力的影响,为高速铣削切削参数的合理选择提供可靠依据.采用多因素正交试验方法进行300M超高强度钢高速铣削实验,使用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理建立切削力与轴向切深、主轴转速、进给量、径向切深之间的经验模型,对回归方程及回归系数进行显著性检验,通过切削参数优化验证切削力模型的有效性.通过正交试验直观分析考察切削参数对于铣削力的影响规律.     

飞机起落架300M钢轮轴加工工艺研究

通过对300M超高强度钢起落架轮轴深孔零件的性能分析,确定了合理的加工工艺.探讨了刀具振动对镗孔加工的影响,设计了镗杆的结构尺寸,并对镗杆的夹紧装置进行了改装.分析了走刀路径、切削参数对零件表面质量和刀具寿命的影响,通过试验验证,给出了最合理的切削实施方案,为300M钢的深孔镗削提供了理论依据.     

先进高强钢DP780板料温成形本构参数识别

先进高强双相钢板料温成形的本构模型参数识别,是提高塑性变形行为仿真准确度的关键.通过建立基于拉丁超立方抽样法和Spearman秩相关性分析法的本构模型参数敏感度分析方法,进而实现了参数敏感度的整体性分析.然后结合敏感度分析结果、DP780钢单向拉伸试验以及拉伸过程有限元模拟,构建了不同温度下的距离函数和材料本构参数之间...     

切削参数对高进给铣削高强度钢切削温度的影响

高进给铣削是一种采用小切深、大进给的铣削加工方式,在深腔的加工中具有较高的加工效率和加工质量。为了研究切削参数对切削温度的影响,建立了高进给铣削34CrNi3Mo高强度钢仿真模型,采用正交试验法法设计了仿真研究方案,运用极差分析、方差分析等方法研究了仿真得到的切削温度,依据多元回归分析法得到切削温度的经验公式。结果表明：通过增加切削深度来提高高进给铣削高强度钢的切削效率,有利于避免切削温度的大幅度增加。     

基于改进粒子群算法的高强钢Y-U本构模型参数反演

建立Y-U本构模型参数反演的数学优化模型,针对本构模型迭代求解等特点,对传统粒子群算法的参数设置、初始群体生成等方面进行改进,并融合遗传算法中的变异思想,用于此优化问题的求解。根据高强钢材料WELDOX1100的拉压循环试验数据对模型中的7个参数进行反演。最后进行折弯回弹有限元计算和试验,验证了反演结果的准确性。结果表明,该反演算法收敛性好、精度高,反演结果对提高高强钢成形的数值模拟精度具有重要意义。     

非完全试验信息的悬架橡胶-钢衬套本构模型多参数识别

以轿车扭力梁后悬架的橡胶-钢衬套为对象,通过应变能密度函数确定Yeoh多项式为衬套的本构模型。进行结构试验并获取X,Y,Z轴向"位移-力"历程曲线的非完全试验信息,利用HyperStudy与ABAQUS进行初始试验仿真,分析试验与仿真曲线的一致性;设定Yeoh多项式的多参数C10,C20,C30、Di为优化变量并赋初始值,优化目标是"面积差"或"位移差"平方为零的6类函数。采用自适应响应面法,经过14次迭代,6类函数的总加权值收敛逼近于零,识别出一组能较准确模拟衬套力学行为的本构模型参数值。试验仿真结果发现Y向曲线拟合精度高,预紧模拟及网格歧异等导致X与Z向曲线拟合差,但瞬态刚度值误差均在8%内,在工程中属于可接受范围。     

300M钢回火工艺对组织性能的影响

以特种车辆传动轴用300M钢材料为研究对象,通过调整回火温度,在200～350℃内以50℃为间隔调整回火温度分别进行一次回火和二次回火处理,对热处理后的试样进行金相组织、硬度、拉伸、冲击性能检测以及旋转弯曲疲劳试验,得出相应性能随热处理参数的变化规律,优选热处理工艺参数,为生产实践提供理论依据和数据支撑。     

基于AdvantEdge仿真和粒子群算法的切削参数优化方法

为了智能化地提供最优车削工艺参数,以碳排放低、加工时间短和加工成本低为目标,构建了车削加工的工艺参数优化模型,并应用多目标粒子群优化(MPSO)对模型进行求解。此外,考虑到目前切削力和切削温度的理论计算模型难以准确反映切削过程的热力场变化,通过切削仿真软件AdvantEdge进行仿真,获得切削参数与切削力、切削温度之间的关系。最后,以300M钢的加工为例对模型进行验证,通过CNC车床上的切削实验验证了由MPSO获得的切削参数,实验证明该研究方法提供的切削参数能很好的在碳排放、加工时间和加工成本间达到平衡,为车削加工选取合适的工艺参数提供了技术支持。     

基于LuGre模型和遗传算法的阀门阻尼参数辨识

研究由阀门阻尼测试系统的实测数据辨识阀门摩擦副的阻尼参数。阀门摩擦副的动态阻尼特性的测试和参数确定通常比较困难。LuGre摩擦模型能够精确地描述摩擦特性,模型中包含六个静、动态阻尼参数,参数之间存在耦合。通过遗传算法对静态阻尼参数和动态阻尼参数作两步辨识。分别对选择交叉和变异算子进行改进,解决了局部收敛的问题。实验结果表明,辨识得到的阻尼参数可以精确地描述阀门的实际运动状态。     

高速车削300M高强度钢涂层刀具失效机理研究

选用不同涂层刀具进行高速切削300M钢试验,利用工具显微镜和电子扫描显微镜(SEM)观察刀具磨损形貌,并利用线扫描进行元素扩散分析,揭示刀具失效机理。研究结果表明:金属陶瓷基涂层刀具高速切削时,切削速度不宜超过240m/min;硬质合金基涂层刀具可在300m/min以上高速切削300M钢,其中CVD-Ti CNAl2O3厚涂层的高速切削性能更高,切屑塑形变形较小;涂层刀具切削300M钢的主要磨损形式是前刀面磨损和后刀面磨损,涂层剥落、崩刃、微裂纹、粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损、扩散磨损是刀具失效的主要原因。     

基于变形特征值及特征状态参数的金属材料高温变形本构方程

基于变形特征值(σss,σp,εp,εr)及特征状态参数(LM,Z,erf,MTS参数),建立了一个描述金属材料高温变形的本构方程,包括高温变形过程方程和特征参数方程,并通过商业纯铝、无氧铜、超低碳钢的高温压缩试验,对该本构方程的计算准确度进行了验证。结果表明:使用该本构方程计算得到的纯铝和超低碳钢的高温变形结果与试验结果吻合性较好,其峰值应力计算值与试验值的相对误差均小于10%,但无氧铜的却达到了15%,模拟计算精度略低;该本构方程可用于预测纯铝和超低碳钢在热加工变形条件下的流变应力。     

基于ARMAV模型的结构参数辨识

根据激振信号{ft}和响应信号{xt}建立二维时序模型ARMAV(n,m,2),利用时序模型参数与模态参数的对应关系对结构进行模态参数辨识,识别出所有的模态参数,并根据时序模型参数进行功率谱估计。通过对电子机柜横梁的激振实验,表明用该种方法对结构参数的识别结果与理论值很吻合,可以在工程实际中对整个电子机柜结构进行参数识别,并可以得出功率谱图。     

基于正交试验的Cr12MoV切削温度预测模型的研究

为了获得铣削Cr12MoV切削温度预测模型,运用正交试验法设计Cr12MoV的铣削方案,借助Deform-3D模拟出各组方案中不同切削用量组合下的切削温度,通过MATLAB构建铣削Cr12MoV切削温度的预测模型。利用极差分析法得出切削用量三要素影响切削温度的主次顺序及各因素水平的最优组合。该预测模型得出了切削用量与切削温度之间的变化规律,实现了对铣削加工Cr12MoV切削温度的预测,对实际铣削加工Cr12MoV选择合适的切削用量奠定了基础。     

涂层刀具硬态车削H13钢温度场模拟研究

基于有限元方法建立了H13钢硬态车削的仿真模型,应用Ti N、Ti C、Ti Al N、Al2O3涂层刀具对硬态切削H13钢在切削速度100-400m/min范围内的切削温度进行了模拟研究,重点分析了刀具前刀面上关键点的温度变化趋势及切削速度对该点温度的影响。仿真结果表明:涂层材料对切削温度产生一定影响,Ti C涂层刀具切削时温度最低;切削速度对切削温度有直接影响,切削速度越高,切削温度越高,越容易形成锯齿形切屑;刀具前刀面温度最高点出现在前刀面靠近刀尖的一点,即容易形成月牙洼磨损的位置。     

高强度喷丸对300M钢抗疲劳性能的影响

采用喷丸强度分别为0.424mm和0.576mm的两种工艺对300M钢进行高强度喷丸强化,从表面完整性、残余应力场、显微硬度及抗疲劳性能等方面研究了高强度喷丸对300M钢的强化效果。结果表明:喷丸强化处理后,300M钢试样喷丸面均被弹坑完全覆盖,表面粗糙度显著提高;喷丸后试样表层形成较高的残余压应力场,表面显微硬度得到提高;喷丸后试样疲劳寿命比喷丸强化前的有小幅提高,较高的表面粗糙度造成的应力集中以及微裂纹的产生是其疲劳寿命没有明显提高的主要原因。     

基于全局优化算法的超塑性本构模型参数的识别

考虑晶粒长大的超塑性本构模型能否成功模拟成形过程依赖于参数选取的好坏,由于该模型涉及多个物理过程且每个过程都很难同其他过程区别开来,同时模型中包含多个材料参数,因此很难通过试验直接识别模型中的材料参数。模型中材料参数通过反分析方法进行。给出需要识别参数的超塑性本构模型,以使晶粒尺寸—时间关系和应力—应变关系计算值和试验值差值的加权平方和最小化为目标,构造目标函数;基于参数物理意义和数值结果给出参数取值范围。基于目标函数特性构造一全局优化算法,该算法吸收遗传算法能进行全局搜索的优点和Levenberg-Marquardt算法和增广Gauss-Newton算法收敛速度比较快的优点。针对某些参数取值范围比较大的特点,设计出同时使用指数编码和传统实型编码的混合编码的遗传算子。最后以Ti-6Al-4V为例,应用构造的算法识别超塑性本构模型中的材料参数,计算结果和试验结果符合较好。     

基于17-4PH叶片钢的切削力数学建模研究

对17-4PH叶片钢进行了切削力试验,分析了试验中切削用量三要素对切削力的影响,通过切削力经验公式并结合工厂加工经验和切削力手册推荐值建立了17-4PH叶片钢的切削力数学模型,最后采用多元线性回归分析的方法验证了模型的可靠性和拟合优度。结果表明试验得到的切削力模型的可信度高,为以后的实际生产提供理论指导。     

考虑热塑性变形的316H不锈钢Johnson-Cook本构参数逆向识别

本构模型能表征材料变形过程中的动态响应,其精度对机械加工中切削力、切削温度的解析预测具有决定性作用.针对316H不锈钢本构模型缺失问题,提出一种基于切削理论的Johnson-Cook本构参数逆向识别方法.通过建立的不等分主剪切区的应力、应变、应变率及温度分布的数学模型,以及准静态压缩试验和正交切削试验的数据,采用粒子群...