基于剪切平面与磨损平面的磨削淬硬热量分配比研究

磨削淬硬技术利用磨削热对工件表层进行表面热处理,磨削热和工件温度场分布均是影响磨削淬硬技术的关键因素,本文基于单颗磨粒对热源产生位置进行了分析,忽略在磨粒与磨屑界面产生的热量,考虑磨屑-工件界面和磨粒-工件界面热源,建立了磨削淬硬热量分配比模型,并利用有限元分析和实验的方法对建立的热量分配比模型进行了验证.     

超声辅助磨削淬硬42CrMo钢表面质量试验研究

淬硬42CrMo钢以其高强度、高韧性、优异的淬透性,适用于制造多种高载荷、交变载荷、高精密等多因素疲劳损伤失效的零件。该材料硬度高,因此普通加工方式加工难度大,加工后表面应力不可控,表面质量差。超声辅助磨削在加工硬脆材料方面具有优异性能,本文采用轴向超声振动辅助磨削方式以及普通磨削方式对淬硬42CrMo钢进行加工试验,使用各种测量仪器测量两种磨削后的42CrMo表面质量并观察分析。结果表明,两种方式加工后工件表面均有残余压应力,超声辅助磨削加工后工件表面残余压应力提高11.0%～30.8%,形貌优于普通磨削加工的粗糙度降低约80%,显微硬度高于普通磨削约10%。     

预应力淬硬磨削工件淬硬层深度试验研究

预应力淬硬磨削是一种将磨削、残余应力控制及表面淬火三者集成于一体的复合加工技术.基于45#钢工件预应力淬硬磨削试验,以工件的淬硬层深度为研究对象,采用方差分析的统计学方法研究加工过程中预应力与磨削深度对工件淬硬层深度的影响与作用.结果表明:淬硬层由硬化区及过渡区组成,在此次研究范围内,预应力的影响主要集中于硬化区,而磨削深度的影响可扩散至整个淬硬层.在显著性水平α=0.05时,磨削深度对硬化区深度有显著性影响;当显著性水平放宽到α=0.06时,预应力对硬化区深度有显著性影响,而磨削深度对整个淬硬层深度有显著影响,但二者对淬硬层深度均匀性均无显著性影响.随磨削深度的增加,淬硬层深度变大;随预应力的增加,硬化区深度变小.该研究为预应力淬硬磨削技术的推广与应用提供了试验与理论基础.     

淬硬轴承钢磨削后的表面硬度

基于Jeager 的移动热源理论建立热模型, 预测磨削表面温度。研究了淬硬轴承钢及一些低合金钢回火硬度与回火温度的关系。建立了回火硬度与回火温度关系的回火效应模型。磨削热导致回火引起淬硬钢磨削后表面硬度变化。通过合并磨削热模型和回火效应可以预测工件磨削后的表面硬度变化。进行了淬硬GCr15 轴承钢的高速磨削试验, 研究了工件速度和磨削深度对磨削后表面硬度的影响。试验值与预测值能够较好吻合。     

轴承淬硬钢硬车残余应力有限元仿真分析及实验验证

高速、小余量、硬车削是轴承淬硬钢加工的重要发展方向。为了研究小进给条件下轴承淬硬钢硬车加工后表层残余应力的分布问题,采用二维有限元方法对轴承淬硬钢AISI 52100硬车加工过程进行了仿真,获得了加工后材料表层残余应力。基于Konti Cut用户子程序对稳态切削过程进行建模,并对加工后的表面残余应力进行了预测。通过不同加工参数下的残余应力仿真与实验对比,得出仿真与实验预测趋势基本一致的结论,在工件表层0.02～0.06mm以上形成了较大数值的残余压应力。     

高速切削淬硬轴承钢的有限元仿真

采用ABAQUS/Explicit 6．5的剪切失效准则、单元去除和自适应重划分技术,考虑工件材料机械物理性能随时间的变化和流动应力受应变、应变速率和温度影响特性,建立了二维完全热-力耦合平面应变的有限元模型,模拟PCBN刀具高速硬态车削淬硬轴承钢GCr15加工过程中带状和锯齿状切屑的形成过程．仿真得到了切削宽度对切削温度、切削力和已加工表面残余应力的影响规律．通过对比,仿真结果与实验结果吻合较好．     

硬切削加工表面完整性及预测方法研究

硬切削取代磨削加工的关键是如何获得理想的加工表面完整性,以硬切削加工的表面粗糙度、白层、残余应力分布等表面完整性因素的形成机制、影响作用规律、预测方法和服役性能为对象,总结了PCBN刀具切削淬硬钢表面完整性的研究状况,提出了从零件使役性能角度来控制和优化硬切削加工表面完整性的研究思路,为硬切削加工表面完整性的控制及其疲劳磨损性能的提高,提供了理论和实用基础.     

单颗粒金刚石磨削SiC陶瓷有限元仿真与分析

为了模拟单颗粒金刚石磨削碳化硅陶瓷的加工过程,采用控制单一变量的方法,设置同一条件下不同工件进给速度的工艺参数,用Johnson-Holmquist ceramic本构关系建立有限元模型,仿真分析不同工件进给速度下单粒金刚石磨削碳化硅陶瓷的磨削力、磨削表面应力、磨削表面形貌和裂纹损伤.仿真模型数据与已有相同工况下的单粒金刚石磨削碳化硅陶瓷实验值吻合度较高,所提出的数值模型为金刚石砂轮设计、预测陶瓷磨削的磨削力、切屑去除和观察划痕形貌提供了高效的方法和理论依据.     

小腿肢体残端的三维有限元应力分析

通过建立三维线性有限元模型来分析在集中载荷作用下小腿肢体残端的应力分布,且分析了不同边界条件对肢体残端应力分布的影响。此模型基于残肢、骨的三维几何形状,考虑残肢表面的不同位移约束条件、小变形假定,同时假定软组织和骨都为线弹性材料。得到了在集中载荷作用并考虑位移约束条件下肢体残端的最大主应力和剪切应力分布情况,并对此进行了比较和分析,此模型可以预测在不同载荷作用和不同位移约束条件下肢体残端的应力分布,可作为假肢优化设计的依据。     

陶瓷磨削力对磨削表面残余应力的影响

主要研究陶瓷磨削力对残余应力和表面性能的影响。结果表明 :陶瓷磨削力主要是法向磨削力对残余应力的方向、作用深度、变化梯度均有较大的影响。在小切深、反复光磨的条件下 ,磨削力使残余应力的数值、变化梯度减小 ,作用深度增大。一般情况下 ,在磨削力作用下的残余压应力的作用深度随磨削条件而变化 ,一般小于 12 μm。残余压应力作用在塑性变形层内。     

Elastic-plastic finite element simulation for diamond turning process

Diamondturningprocessischaracterizedbyhigh dimensionalaccuracyandgoodsurfaceintegrityandhasbeenappliedinmanyadvancedindustrialfields,such ascomputer,automobile,opticsmanufacturing,etc.Usingthistechnology,thesoftmetal,suchasalumi numorcopperoritsalloys,can…     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

一种液性塑料的薄壁类零件磨削夹具的设计

为提高薄壁类零件外圆磨削的加工精度,利用液性塑料设计了一种薄壁类零件磨削夹具.对该液性塑料的外圆磨削夹具进行理论分析表明,薄壁套对薄壁类零件产生的径向膨胀应力(25.22 MPa)能够克服薄壁类零件外圆磨削所产生的摩擦力(200 N).利用Workbench软件对薄壁套的变形进行有限元分析表明,密封腔液性塑料的压强达到7.44 MPa时,液性塑料对薄壁套的外表面可产生101.78 MPa的径向膨胀应力.通过对套阀阀芯进行仿真和对螺塞拧紧力矩进行理论计算表明,拧紧螺塞所需的拧紧力矩为2.58 N·m,套阀阀芯的最大变形为0.002 1 mm,最大应力为25.22 MPa,最大应变为0.000 13 mm.对夹具进行可靠性分析表明,其应力可靠度为100%.以上结果表明,本文设计的基于液性塑料薄壁类零件磨削夹具安全可靠,可用于磨削加工薄壁类零件.     

磨削残余应力产生机理的研究

本文对现行磨削残余应力产生机理的假说进行了归纳分析,在此基础上,对磨削过程和法向磨削力对磨削残余应力的影响进行了试验研究,详细探讨了磨削残余应力的产生机理,提出了磨削过程中的约束越多加工残余应力越大及砂轮材料扩散到工件表面层可以提高加工残余压应力的新观点,并对残余应力的平衡机理给出了新的解释.     

修正混合律在双相钢拉伸变形行为研究中的应用

运用修正混合律模型对双相钢应力应变分配及其与拉伸变形行为的关系进行了研究,提供了测定随应变变化的应力应变分配系数ｑ的方法。研究表明,利用ｑ值,修正混合律可以很好地描述双相钢拉伸变形行为。随应变的增加,ｑ值变小,应力比σｍ／σｆ增加,应变比εｆ／εｍ减小;两相的变形状态对双相钢的变形行为有重要影响;铁素体迅速应变硬化和铁素体到马氏体的载荷传递使双相钢具有较高的初始应变硬化速率和较高的强度。     

氧化锆陶瓷磨削机理有限元仿真与实验

目的研究氧化锆陶瓷材料在高速磨削条件下的去除机理,优化磨削参数,提高磨削效率．方法将单颗金刚石磨粒简化成圆锥形和三棱柱形两种形状,进行氧化锆陶瓷的磨削仿真,分析了磨削深度和磨削速度两个因素对磨削力和磨削表面形貌的影响．通过对氧化锆陶瓷进行内圆磨削加工实验,并获取相应的磨削力数据与表面形貌图像,对比仿真结果,证明了理论分析的正确性．结果随着磨削深度从1μm到9μm,磨削速度从23．0m／s到74．9m／s的增大,单颗磨粒磨削力呈单调递增的趋势,工件表面质量逐渐恶化．结论提高砂轮转速,降低磨削深度,有助于减小磨削力,提高磨削表面质量;在磨削深度、磨削速度两个因素当中,磨削速度对单颗磨粒磨削力及磨削表面质量的影响更大．     

砂轮与工件接触刚度对磨削颤振频率的影响

探讨了砂轮与工件接触刚度非线性对工件颤振频率的影响。摄动理论分析和试验研究表明：工件系统的颤振频率随接触刚度的增加而线性增加。由于接触刚度随径向磨削力的增加而非线性增加，导致工件系统颤振频率也随径向磨削力的增加呈非线性增加。改变砂轮转速可以改变径向房削力．从而改变工件系统的颤振频率。     

Mechanical analysis of temperature impact on stability during superplastic tensile deformation

Based on state equation that stress is the function of strain, strain-rate and temperature, the paper establishes the differential constitutive equation used for analyzing load-stability and the variational constitutive equation used for analyzing geometry-stability during superplastic tensile deformation, which contain strain hardening index, strain-rate sensitivity index, temperature sensitivity index introducted for the first time and temperature undulation index introducted for the first time in the paper. And then, based on the universal condition of plastic elementary theory, the paper analyzes load-stability and geometry-stability under continuously rising temperature and under the non-uniform temperature along the axes of specimen respectively. The results prove the impact of continuously rising speed and non-uniform value of temperature on deformation stability is that the faster temperature rises and the more non-uniform temperature is, the smaller the corresponding uniform strain of load-stability and geometry-stability are; strain hardening index is the necessary condition of stability during superplastic tensile deformation, and geometry-instability will not happen when load-instability occurs, but happen when uniform deformation has lasted after load-instability; in the superplastic temperature field, constant temperature is not necessary condition of superplasticitiy, but during the deformation, the slower temperature rises and the more uniform temperature is, the more stable deformation is.     

气体介质中电火花表面强化的应力场分析

采用ANSYS有限元分析软件,通过建立合适的有限元模型,在温度场分析的基础上,模拟出气体介质中电火花表面强化的应力场情况,并对应力场产生的原因及应力在工件内部的分布及其变化情况进行了分析。结果表明:在电火花表面强化过程中,电火花放电产生的非均匀瞬态温度场导致了热应力;强化区域的局部熔化及热膨胀受到周围较冷区域的束缚,在工件内部产生了压缩应力,冷却后,伴随着强化区域的收缩,原来的压应力逐渐转化为拉应力;热量在不同方向上的传播速度不同,这也导致了不同方向上的热应力不同。