【摘 要】
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钛合金Ti6Al4V以其优越的性能被广泛应用于各个领域中,以钛合金为材料的零部件主要应用于机构的重要部位,因此对钛合金零件的使用性能和表面质量要求很高,例如工件的疲劳强度、
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钛合金Ti6Al4V以其优越的性能被广泛应用于各个领域中,以钛合金为材料的零部件主要应用于机构的重要部位,因此对钛合金零件的使用性能和表面质量要求很高,例如工件的疲劳强度、使用寿命等。本文从影响已加工表面残余应力的因素入手,建立影响已加工表面残余应力的等效热力-载荷模型,进而对钛合金Ti6Al4V的已加工表面残余应力进行预测,主要研究工作如下:首先,以金属切削理论和热-弹塑性变形理论为基础,研究切削力和切削热对已加工表面残余应力的影响;分析切削力-热载荷在刀-屑接触面以及刀-工件触面的热力分布形式,并对载荷简化加载方法进行研究;对切削过程的切削力及刃口区域的犁耕力进行分解,建立切削力与热源摩擦系、切削温度与数热流通量、以及切削力与等效应力之间的关系,进而建立已加工表面残余应力预测等效热-力载荷模型。然后,进行切削过程力热载荷分布有限元仿真分析,研究简化载荷的可行性;根据研究结果,进行等效载荷模型热源摩擦系的量化试验以及残余应力测试试验;建立已加工表面残余应力等效热力载荷仿真模型,并通过已加工表面残余应力测试试验验证有限元模型的可靠性。最后,进行刀具的磨损对残余应力影响规律研究,通过对刀具磨损形貌的分析,研究磨损刀具形状和尺寸的改变对已加工表面残余应力的影响;从刀具磨损几何形态入手并结合有限元软件,建立刀具磨损对已加工表面残余应力影响的有限元模型,实现刀具磨损对已加工表面残余应力影响的有限元建模分析。
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