振动车削裂纹萌生理论仿真研究

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毕业论文范文题目： 振动车削裂纹萌生理论仿真研究，论文范文关键词： 振动车削裂纹萌生理论仿真研究
振动车削裂纹萌生理论仿真研究毕业论文范文介绍开始：
　　课程设计振动车削裂纹萌生理论仿真研究共84页，43777字。
　　摘要
　　振动车削是振动切削的一个重要的分支，是一种新型的非传统加工方法，它能获得普通车削无法比拟的加工效果，尤其在难加工材料和一些工艺性较差的零件加工显示其优越性，是现代切削技术之一。
　　本文对振动车削裂纹萌生过程进行系统深入的研究，基于金属体循环形变的体系，分析了循环塑性的模型，提出了振动车削过程中裂纹是沿着驻留滑移带或应力集中处萌生的裂纹萌生理论，建立了振动车削过程中裂纹萌生、发展过程的应力及位移公式。系统研究了屈服准则、强化准则、流动准则，着重探索了切屑分离标准的确定、动态自适应网格、表面接触类型的处理等关键问题。基于大型有限元软件ANSYS平台，通过数值仿真技术，将振动车削过程的应力场精确而生动地模拟出来。在此基础上分析了振动车削和普通车削切屑的形成过程，从而得到了它们裂纹形成机理的区别。
　　进行了低频振动车削和普通车削对比实验研究，首先建立并调试低频振动车削实验系统，设计正交实验方案，进行振动车削实验，处理原始数据，得到具有较好的实验组；再进行相同刀具几何参数和切削用量条件下低频振动车削与普通车削实验，揭示低频振动车削和普通车削关于裂纹萌生的机理不同之处。利用扫描电镜与金相显微镜观察研究切屑根标本、已加工工件表面和切屑断面形貌，对比研究振动切削与普通切削微观本质的区别。微观观察及分析表明：相对于普通车削，振动车削加工表面撕裂缺陷少，加工表面质量高；振动车削存在应力波的动态冲击作用，裂尖区域的断裂韧性大大低于相同切削条件下普通切削的情形，只需克服较小的塑性变形就能够断裂，振动车削时更容易萌生切削裂纹和成屑；在一定范围内，振动频率越大，切削速度越小，冲击作用效果越明显，更利于振动车削裂纹萌生和成屑。
　　通过低频振动车削与普通车削实验对比研究和有限元对振动车削过程的仿真，证实了振动车削裂纹是沿着应力集中处萌生的理论正确性。
　　关键词：振动车削，有限元仿真，振动频率，裂纹萌生，SEM分析
　　目录
　　摘要 I
　　Abstract II
　　第一章绪论 1
　　1.1 振动车削及其特点功效 1
　　1.1.1 传统车削中存在的问题及振动车削的提出 1
　　1.1.2振动车削的分类 2
　　1.1.3 振动车削的特点及功效 3
　　1.2振动车削机理国内外研究状况 4
　　1.2.1振动车削国外研究现状 4
　　1.2.2振动车削国内研究现状 5
　　1.2.3 振动切削本质和机理研究 6
　　1.2.4 振动车削的展望与前沿课题 8
　　1.3 课题来源、目的和主要研究内容 9
　　1.3.1 课题来源 9
　　1.3.2 课题目的 9
　　1.3.3 课题主要研究内容 10
　　第二章振动车削裂纹萌生理论与数学模型研究 11
　　2.1 引言 11
　　2.2 振动车削过程分析 11
　　2.3 裂纹萌生理论及数学模型建立 12
　　2.3.1 金属体的循环形变 12
　　2.3.2 循环塑性的模型分析 15
　　2.3.3 振动车削裂纹萌生理论 17
　　2.3.4 裂纹扩展理论及振动车削数学模型建立 20
　　2.4 本章小结 26
　　第三章基于ANSYS的裂纹萌生过程仿真 27
　　3.1 ANSYS软件及有限元分析过程概述 27
　　3.1.1 ANSYS软件概述及模块选用 27
　　3.1.2 有限元分析过程概述 28
　　3.2 材料非线性的本构关系 28
　　3.2.1 屈服准则 28
　　3.2.2 流动准则 30
　　3.2.3 强化准则 30
　　3.3 有限元仿真关键技术及应考虑的若干问题 31
　　3.3.1有限元仿真关键技术 31
　　3.3.2有限元仿真应考虑的若干问题 35
　　3.4 基于ANSYS对振动车削过程仿真 37
　　3.4.1 基于塑性理论建立材料模型 37
　　3.4.2 建立2D车削模型并定义材料属性 38
　　3.4.3 有限元网格划分，分离准则 39
　　3.4.4 施加约束和载荷，求解 40
　　3.4.5 结果分析 41
　　3.5 本章小结 47
　　第四章低频振动车削与普通车削实验对比研究 48
　　4.1 实验的目的和意义 48
　　4.2 车削实验系统及装置 48
　　4.2.1 机械式振动车削驱动系统 48
　　4.2.2 振动车削电气控制系统 49
　　4.2.3 振动车削测力系统 49
　　4.3 车削实验方案设计 50
　　4.4 低频振动车削本征参数实验 50
　　4.4.1 实验材料 50
　　4.4.2 实验条件 50
　　4.4.3 实验方法及数据 51
　　4.5 车削对比实验结果分析 54
　　4.5.1 正交实验断屑形状观察及分析 54
　　4.5.2 车削对比实验结果分析及振动切削机理研究 56
　　4.6 本章小结 59
　　第五章加工表面和切屑SEM观察研究 60
　　5.1 切屑根微观观察研究 60
　　5.1.1 切屑根的制作 60
　　5.1.2 切屑根微观观察及分析 61
　　5.2 已加工表面微观观察 62
　　5.2.1 加工表面SEM观察 62
　　5.2.2 加工表面微观机理分析 64
　　5.3 切屑断面研究 64
　　5.3.1 切削断面的SEM观察 64
　　5.3.2 切屑断面微观机理分析 66
　　5.4 本章小结 67
　　第六章结论与展望 68
　　6.1 主要工作和结论 68
　　6.2 展望 69
　　参考文献 70
　　在校期间发表论文及参加课题 75
　　致谢 76

以上为本篇毕业论文范文 振动车削裂纹萌生理论仿真研究的介绍部分。

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