基于熱力耦合理論表面粗糙度形成機(jī)理的研究.pdf

1、金屬切削過程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)非線性過程，涉及到彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、熱力學(xué)和摩擦學(xué)等。提高零件表面質(zhì)量是金屬切削加工的重要目標(biāo)，而以表面粗糙度為指標(biāo)來(lái)衡量金屬切削加工工件表面質(zhì)量是研究金屬切削機(jī)理的重要內(nèi)容之一。表面粗糙度在很大程度上影響著零件的使用性能，特別是接觸剛度、配合性質(zhì)、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞等特性。分析表面粗糙度形成機(jī)理、建立有效的力學(xué)模型對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用熱-彈塑

2、性力學(xué)、摩擦磨損學(xué)和有限元方法學(xué)等多學(xué)科交叉分析的手段，采用理論分析形成機(jī)理、有限元模擬切削過程和力學(xué)建模的方法，從金屬切削原理和熱-力耦合的角度入手，對(duì)金屬切削加工工件表面粗糙度進(jìn)行了較深入的理論研究和有限元模擬，基于分子-機(jī)械摩擦理論建立了表面粗糙度的力學(xué)模型。本文的工作對(duì)于研究熱-力耦合作用對(duì)已加工表面粗糙度的影響規(guī)律有重要的指導(dǎo)意義，為提高工件表面質(zhì)量提供了可靠的依據(jù)。
　　從幾何和微觀形貌觀察的角度分析了表面粗糙度的形成

3、機(jī)理，提出了影響表面粗糙度的四大因素，對(duì)工件表面的受力和傳熱進(jìn)行了熱-力耦合分析，構(gòu)建了熱-彈塑性區(qū)的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系，用以指導(dǎo)切削加工的有限元模擬；通過Deform軟件對(duì)金屬切削過程進(jìn)行有限元模擬，研究了切削區(qū)的應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布規(guī)律，驗(yàn)證了金屬切削區(qū)的不均勻、非線性熱-力耦合場(chǎng)，為熱-力耦合現(xiàn)象對(duì)表面粗糙度的影響提供量化依據(jù)。結(jié)合基于熱-力耦合理論的有限元模擬結(jié)果，運(yùn)用分子-機(jī)械摩擦理論學(xué)說(shuō)建立了表面粗糙度的力學(xué)模型，并得到了進(jìn)給