单晶γ-TiAl合金纳米切削过程声发射响应的原子模拟 |
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作者姓名: | 姚永军 冯瑞成 张隽 曹卉 李海燕 雷春丽 |
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作者单位: | 兰州理工大学 机电工程学院,兰州理工大学 机电工程学院,兰州理工大学 机电工程学院,兰州理工大学 机电工程学院,兰州理工大学 机电工程学院,兰州理工大学 机电工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(No. 52065036), 甘肃省自然科学基金(No.20JR5RA448),兰州理工大学红柳一流学科建设项目 |
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摘 要: | 本工作采用分子动力学方法研究了单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的声发射响应。从原子尺度阐述了单晶γ-TiAl合金切削过程中裂纹形成机理。研究发现:切削初期随着切削力持续增大,剪切区域产生周期性的剪切带;与此同时,在高压应力和弹性应力波共同作用下,类晶粒晶界的非晶原子带的产生阻碍了剪切带的持续发射,使主剪切区的应力无法及时通过剪切带释放,产生局部应力集中现象,导致裂纹萌生并扩展;通过对采集的声发射信号分析,压应力会导致切削过程中声发射功率下降。在时域上,通过对微观缺陷演化和声发射功率-频率对比分析,阐述了纳米切削过程中晶格振动、剪切带以及裂纹萌生与扩展的声发射响应特征,并通过聚类分析得到了损伤的功率和频率特性。
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关 键 词: | 纳米切削 声发射 单晶γ-TiAl合金 分子动力学 |
收稿时间: | 2021-06-25 |
修稿时间: | 2021-08-06 |
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