高速切削TiAl6V4温度和切削力动态变化规律研究

切削温度和切削力是反映高速切削加工过程的两个重要物性指标,是高速切削研究的主要内容.本文基于实验验证的有限元数值模拟技术,系统研究了高速切削TiAl6V4过程中切削温度与切削力随切削速度的变化规律,揭示了其中的物理起源,并对Salomon假设的存在性进行了初步探索.研究结果表明,刀具与切屑接触区温度总是随着切削速度的增...     

非晶合金泡沫材料的研究进展

非晶合金泡沫是结合金属泡沫与非晶合金两者优点而发展起来的一类新型结构材料。作为轻质与强韧的完美统一,非晶合金泡沫材料近年来受到国内外学者越来越多的关注。本文简要综述了非晶合金泡沫的发展、制备以及力学性能的研究进展,提出当前工作中存在的问题,并就本领域今后值得关注的问题进行展望。     

材料强化因素对切削过程中尺寸效应的影响

针对航天航空常用材料TiAl6V4的正交切削过程开展了一系列的有限元模拟,进行了相应的切削实验用以验证模拟的可靠性。基于系统的数值仿真,考察了切削过程中主次剪切区的平均应变、应变率、温度随切削厚度的变化规律,集中研究了材料应变、应变率强化及热软化因素对切削过程中"尺寸效应"现象的影响。研究结果表明,材料应变和应变率强化因素对"尺寸效应"没有太大影响,而材料热软化作用是导致"尺寸效应"形成的重要因素。另外,随着切削厚度的减小,主剪切区温度降低以及刀具和切屑间单位接触长度非线性增加是造成"尺寸效应"的主要原因。     

偏轴剪切载荷下单向纤维增强金属基复合材料弹粘塑性响应

提出一种可以描述单向纤维复合材料多轴弹粘塑性行为的细力学模型。详细考究了纤维取向,纤维体积含量及应变率对单向上Ｂ／Ａｌ复合材料总体剪切弹粘塑性行为的影响。     

N—层涂层夹杂体体复合材料有效模量显示表达

利用Ｇｒｅｅｎ函数及积分方程技术,在夹杂应变均匀的近似假定下,将Ｈｉｌｌ界面条件应用于整个二相体内,从而得到一种可以预报任意椭球夹杂体复合材料有效模量的广义自洽Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ方法。采用一种逐步渐进的均匀化技术将该模型推广至Ｎ层涂层夹杂问题,得到了Ｎ层涂层夹杂体复合材料的表达。与有的实验和理论结果比较表明,本文模型准确可靠,便于应用。同时本文还证实,采用夹杂均匀应变假定并利用Ｈｉｌｌ界面条件     

SiCp/6151Al复合材料的微结构效应

利用分离Hopkinson压杆和MTS通用材料试验机研究了SiCp/6151A颗粒增强复合材料在不同应变率下的变形行为和增强颗粒的尺寸对复合材料微结构及变形行为的影响。结果:于在不同应变率下的SiCp/6151A复合材料，增强颗粒尺寸小的流动应力高于增强颗粒尺寸大的流动应力。根据位错强化理论中的Hall-Petch关系对这个结果进行了解释。首次在实验上观测到增强颗粒对复合材料微损伤－微带形成的影响，并根据微带（microband)形成的双位错墙理论（double dislocation walls)，分析了增强颗粒对复合材料微带损伤及力学性能影响的微结构效应。     

N-层涂层夹杂体复合材料有效模量显示表达

利用Green函数及积分方程技术,在夹杂应变均匀的近似假定下,将Hill界面条件应用于整个二相体内,从而得到一种可以预报任意椭球夹杂体复合材料有效模量的广义自洽Mori-Tanaka方法.采用一种逐步渐进的均匀化技术将该模型推广至N层涂层夹杂问题,得到了N层涂层夹杂体复合材料的显式表达.与有的实验和理论结果比较表明,本文模型准确可靠,便于应用.同时本文还证实,采用夹杂均匀应变假定并利用Hill界面条件于两相体内可导出Mori-Tanaka平均场近似.     

凹凸棒增强聚丙烯复合材料断裂韧性和断面分维的相关性

本文应用Wiliams新近提出的方法,研究了凹凸棒增强聚丙烯复合材料的冲击断裂韧性(G_c).通过测试断面的轮廓线,采用一种改变粗视化程度的方法,确定出断面的分维.结果表明,断裂韧性和断面分维存在一定的相关性,并就此进行简要讨论.      

冲击剪切载荷下SiCP/6151Al复合材料变形局部化及增强颗粒尺寸效应

利用特殊设计的"hat shape"试样,在分离式Hopkinson压杆和MTS通用材料试验机上实验研究了颗粒尺寸和应变率对颗粒增强金属基复合材料(SiC_P/6151Al)变形局部化行为的影响。结果表明:颗粒尺寸对复合材料的变形强化与变形局部化行为有显著影响。具体表现为:颗粒越小,复合材料流动应力越高,即强化效果越好;另一方面,对受载试样的微观检测发现,颗粒越小,复合材料剪切变形局部化越明显。同时发现,冲击载荷(高应变率)下复合材料更容易发生变形局部化。     

金属正交切削模型研究进展

鉴于切削加工巨大的经济和工艺价值,建立切削过程的理论模型,用以预测切削状态,对于优化切削条件、提高加工效率具有重要意义。国内外学者致力于该领域的研究,并在过去的几十年里建立了许多经典的正交切削模型。然而由于切削过程异常复杂,现有的切削模型并不能满足人们对切削过程精确预测的要求。因此,总结并了解已有的切削模型,对于建立更为有效的切削过程预测模型具有重要的指导和启示作用。系统回顾近几十年来在正交切削领域具有代表性的力学模型,重点介绍Merchant、Piispanen、Shaw、Lee和Shaffer、Hill、Fang、Oxley及Atkins等人的工作,阐述各自模型的主要理论、成果及其联系。最后,对正交切削模型的发展方向进行简要探讨。