信息儲存功能驅(qū)動的微結(jié)構(gòu)功能表面切削機(jī)理及數(shù)值分析.pdf

1、近年來,隨著航空航天、信息處理、生物醫(yī)學(xué)以及微電子技術(shù)的發(fā)展,人們對具有特定功能微結(jié)構(gòu)表面的需求越來越廣泛,受應(yīng)用需求驅(qū)動的影響,目前,國內(nèi)外針對微結(jié)構(gòu)功能表面制造技術(shù)的研究也在不斷深入,同時新的加工方式也在不斷出現(xiàn),因微切削加工技術(shù)具有加工材料范圍廣泛、加工成本低、生產(chǎn)效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),從而成為微結(jié)構(gòu)功能表面的主要加工技術(shù)之一。本文針對微結(jié)構(gòu)功能表面的具體應(yīng)用,通過微切削實(shí)驗(yàn)結(jié)合有限元仿真,研究了切削參數(shù)對微結(jié)構(gòu)表面質(zhì)量的影響及微切削

2、過程中尺度效應(yīng)的存在。具體研究內(nèi)容如下:
　　 微切削加工的有限元建模及仿真?；趹?yīng)變梯度塑性理論,針對以經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)為理論基礎(chǔ)的傳統(tǒng)的切削仿真模型難以反應(yīng)微切削過程中尺度效應(yīng)對工件材料變形的影響,應(yīng)用微觀力學(xué)應(yīng)變梯度理論,以商用有限元軟件ABAQUS/Explicit為平臺,對傳統(tǒng)的Johnson-Cook(JC)材料本構(gòu)模型進(jìn)行了修正,建立了反應(yīng)微切削條件下的切削仿真模型,并借助該模型分析了微切削條件下刃口圓弧半徑和切削

3、厚度對第一變形區(qū)切削應(yīng)力、等效塑性應(yīng)變及切屑變形的影響,通過對比宏觀切削,驗(yàn)證了微切削過程中材料尺度效應(yīng)的存在。
　　 微切削加工的表面質(zhì)量研究。以微結(jié)構(gòu)信息存儲為應(yīng)用背景,針對在微結(jié)構(gòu)功能表面中應(yīng)用較廣泛的微型溝槽結(jié)構(gòu),通過微溝槽切削實(shí)驗(yàn),對比了不同切削參數(shù)下切屑的形貌,研究了切削深度和切削速度對微結(jié)構(gòu)形狀精度及表面質(zhì)量的影響:切削深度越小,切屑連續(xù)性越差,刀尖圓弧半徑對微溝槽成型的影響越明顯,切削速度的提高可以有效的提高微溝