陶瓷表面激光加热温度场的分析

激光加热辅助切削是解决陶瓷这种硬淬发削加工的有效方法,本文主要根据激光加热辅助切削的特点,建立激光架势挛数学模型,采用解析法,从理论上分析了激光对陶瓷加热时温度场的分布规律,计算分析了对四种陶瓷材料进行激光加热时,热影响深度和温度的变化规律,为陶瓷激光加热辅助切削奠定了理论基础。     

冷硬铸铁激光加热辅助切削实验研究

冷硬铸铁具有很高的硬度、强度和很好的耐磨性，但其切削加工性能很差。激光加热辅助切削是加工冷硬铸铁这种高硬材料的有效方法。进行了常规切削和激光加热辅助切削对比性实验研究，检测了切削力随切削深度和切削速度的变化规律，实验结果表明，激光加热辅助切削冷硬铸铁时切削力下降非常明显，接近50％；进行刀具磨损实验，加热辅助切削明显减轻了刀具的磨损，磨损量降低了24％，提高了刀具的寿命。     

激光加热辅助切削技术及研究进展

激光加热辅助切削技术将激光作为热源来提高切削区的温度,达到降低切削力、延长刀具寿命、提高表面质量及加工效率的目的.介绍了激光加热辅助切削技术的特点、加工方式及加工机理,从仿真研究与试验研究两方面,对激光加热辅助切削技术的研究现状进行了分析和总结,讨论了其研究的发展方向.     

ZrO_2陶瓷激光加热辅助切削加工技术

为了解决高强度、高脆性氧化锆(ZrO2)陶瓷材料加工困题的问题,对激光加热辅助切削(Laser-assisted machining,LAM)ZrO2陶瓷加工技术进行了研究。建立了热传递的三维模型,并采用ANSYS软件进行了温度场有限元仿真。搭建了切削试验系统并进行了加工试验。试验采用Nd:YAG激光器进行连续加热,红外线测温仪测量表面温度,压电式测力仪在线测量切削力,并对切屑形状、刀具磨损状态和加工质量做了研究。结果表明:相对传统切削加工技术,LAM加工技术能够有效地减小切削力,减缓刀具磨损和改善加工表面质量。     

有限元法计算金属切削刀具温度场

本文首先用有限元法对金属切削刀具温度场进行了理论分析,列出了计算公式,然后对典型的刀具进行了数值计算及实验对比。结果表明,有限元法能正确地计算切削刀具温度场。切削速度是影响刀具温度场最重要的因素,刀具材料及刀具与外界的换热系数对刀具温度场亦生产影响。最后,文中还指出了降低刀具切削温度的有效途径。     

氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真

边缘碎裂现象是陶瓷加工过程中常见的一种现象,是影响加工质量的主要因素之一。激光加热辅助切削技术通过提高切削区温度,改善局部材料的性能,可以降低切削力,减轻铣削加工过程中的边缘碎裂。采用理论与实验分析及仿真模拟的手段研究了激光加热辅助铣削氮化硅陶瓷过程中的边缘碎裂现象,出口边缘碎裂由于刀具离开工件时缺乏支撑,是主要的碎裂形式。仿真模拟扩展采用扩展有限元方法,模拟了材料出口边缘裂纹形成、扩展及碎裂的过程。理论分析、试验结果与仿真结果表明切削区温度是影响边缘碎裂的主要因素。当切削区温度超过氮化硅陶瓷的软化温度后,工件的加载应力与边缘韧性都随温度升高而发生变化,导致边缘碎裂随温度升高而降低。     

水射流辅助岩石切削

综述了国内外有关水射流辅助岩石切削的研究成果，包括水射流辅助岩石切削对切削力和刀具磨损的影响，影响水射流辅助岩石切创效果的因素．最后对水射流辅助切削在石材加工中的应用可行性进行了分析．     

钛合金TC4的切削温度场分析及刀具磨损研究

在硬质合金刀具切削加工钛合金过程中,刀具磨损是限制刀具寿命的主要因素之一,而切削温度与刀具磨损、加工精度和工件加工表面的完整性密切相关。因此,研究切削过程中的切削温度变化规律及刀具磨损规律有助于提高生产率,降低生产成本。借助Deform-3D有限元软件,对硬质合金刀具切削钛合金过程中的切削温度场及刀具磨损进行了仿真分析,得出了切削速度、进给量、切削深度和刀具前角的动态变化对切削温度的影响规律以及刀具磨损量随切削温度的变化规律,此规律对切削参数的选择和刀具寿命及磨损的研究具有重要的指导作用。     

超声辅助切削SiCp/Al复合材料棱边缺陷有限元仿真研究

对超声辅助切削SiCp/Al复合材料棱边缺陷进行了有限元仿真研究,分析了超声激励方式、切削参数对SiCp/Al复合材料棱边缺陷的影响。结果表明:相比于普通切削,超声辅助切削改善其棱边缺陷,其中刀具Y方向振动方式切削显著减小棱边缺陷,次之为椭圆振动方式切削和X方向振动方式切削;超声辅助切削时,大切深不利于形成优良的棱边质量;刀具Y方向振动方式切削下,小范围变化的前角对棱边缺陷几乎没有影响,而X方向振动方式切削下,刀具前刀面的磨损会导致棱边缺陷更加严重。     

模具钢Cr12MoV精密硬态切削过程刀具磨损

模具钢Cr12Mo V硬态切削过程中,工件材料的高硬度导致了刀具在切削过程中受到剧烈的热力耦合作用,刀具的磨损机制也明显不同于常规的切削过程.本研究以PCBN刀具精密硬态切削模具钢Cr12Mo V过程为对象,分析了刀具前刀面和后刀面的磨损规律,通过元素变化分析得到刀具不同位置的磨损机制;通过揭示不同切削速度和进给量下的刀具磨损规律为合理选择切削参数提供理论依据;研究揭示了切削合力和切削三分力受刀具磨损量的影响机制;通过建立磨损刀具的几何模型,采用有限元仿真软件Deform对不同刀具磨损量下的切削过程进行了仿真分析,得到了刀具磨损对切削温度场的影响机制.     

金属热切削机理及最佳温度的研究

本文介绍了热切削,加热方法及机理的分析,尤其提出金属处于超塑状态的温度时切削的原理,并对应用可行性给予论证。     

高斯长脉冲激光辐照单晶硅温度场的数值模拟

建立二维轴对称模型,通过Matlab软件对长脉冲高斯激光与单晶硅相互作用的加热过程进行数值模拟。分析不同激光功率密度和辐照时间作用下单晶硅的温度分布和温度历史, 估算单晶硅的熔融损伤阈值和热量沉积深度。结果表明:单晶硅的熔融损伤阈值的功率密度I₀=0.22 MW/cm2且激光热量沉积深度大约在1 mm范围内; 单晶硅的温度随激光功率密度和辐照时间的增加而升高,且随着光斑半径方向的延伸与靶材厚度的增加而逐渐减小; 在脉冲作用期间,硅表面中心温度迅速上升,这主要由高斯激光的能量分布特点决定; 在激光作用结束后,辐照区的热量通过热传导效应从高温区向低温区转移,单晶硅的表面中心温度随时间的增加而缓慢下降, 最后趋于室温。     

推钢式连续加热炉金属加热数值计算

本文采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言对轧钢三段连续加热炉内金属加热过程进行热数值计算。依据所测的预热段、加热段及均热段的三点炉温，确定炉温制度。     

正交金属切削温度场有限元分析

目的研究正交金属切削系统温度分布规律,建立其温度场有限元分析模型. 方法给出切削力、剪切角等易测量实验数据,并利用热传导有限元法计算多种切削条件下系统温度分布. 结果计算结果与经典实验结果吻合较好,并给出了切削参数对切削温度的影响. 结论该有限元分析模型设计合理,是研究正交金属切削系统温度分布规律的可行方案.     

加热温度对GCr15钢中贝氏体的碳化物形态影响的研究

研究了加热温度对ＧＣｒ１５ 钢贝氏体中碳化物形态的影响，结果表明，加热温度越高，上贝氏体的碳化物的长条越短； 下贝氏体中的碳化物越呈点状分布，且点状更加粗化。     

回转式空气预热器的冷段堵灰分析与进口风温计算

根据文献[1]推出的回转式空气预热器的冷段受热面的平均金属壁温计算式,分析了最低壁温计算中存在的问题,建议了合理的最低壁温,对某燃煤电厂的220 MW机组锅炉的回转式空气预热器的冷段最低壁温、酸露点温度与冷风温度进行了计算与比较,空气预热器发生堵灰的根本原因在于烟气中存在SO3以及受热面金属壁温低于烟气露点。对此,提出了提高受热面壁温在烟气以上的控制措施。所得结论对合理选取回转式空气预热器的最低进口风温,避免冷段堵灰、电站锅炉的安全运行具有重要的工程参考价值。     

切屑自然卷曲机理的探索

通过建立切削过程的传热学模型，推导出切屑内部的温度分布，指出切屑内的温度场是一非均匀场，该温度场对切削自然自然卷曲机理有重要影响。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

刀具前角对螺纹铣刀铣削性能影响的仿真分析

为合理选择刀具前角,提高刀具使用寿命和螺纹加工效率,对某可转位螺纹铣刀铣削加工45号钢进行研究。借助金属切削工艺有限元软件AdvantEdge对铣削加工进行模拟仿真,得到加工过程中切削力和温度随时间的变化关系,对比分析了不同刀具前角对切削力和切削温度的影响,进而优化选择合理的铣刀前角,为实际螺纹铣削加工刀具前角的选择提供参考。