切削参数对IN718合金J-C本构系数的影响分析及优化方法研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hdjc1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在切削加工有限元仿真中广泛使用Johnson-Cook(J-C)本构模型描述材料的塑性应力应变行为。J-C本构模型是通过5个系数(A、B、n、C和m)反映应力与应变(ε),应变率((?))和温度(T)之间的关系。针对目前J-C模型系数在切削仿真应用中存在的不足,本论文通过应用在低-高切削条件下IN718合金的J-C本构系数对车削仿真结果的影响规律,形成适用性较好的优化方法,解决在大范围切削参数下难以确定J-C模型系数的问题。在此基础上建立了切削参数对J-C模型系数的影响关系模型,用于揭示切削参数对J-C本构系数存在影响关系,为提高切削仿真准确度提供新的解决途径。本文的研究内容具体包含以下四个方面:1.开展了IN718合金J-C本构模型的基础分析。通过对J-C模型中参数的调整,获得5个系数对流动应力曲线的影响分析和IN718合金的动态力学性能描述,这些结论为接下来的研究内容奠定基础。基于文献综述总结出了目前J-C本构模型在切削仿真应用中存在系数难以确定和受切削参数影响的问题。2.建立并验证了高速切削仿真模型。建立了准确描述IN718合金高速切削的三维有限元车削仿真模型,通过车削实验与仿真结果中残余应力和切屑厚度的对比,实现对高速切削仿真模型可靠性的验证。3.基于仿真结果影响分析的J-C模型系数优化方法。通过对L18(2×36)混合正交试验的方差分析实现了在低-高切削条件下J-C模型中5个系数对切削力、切削热、残余应力分布和切屑形态的敏感性分析和影响趋势分析。结果表明J-C模型中材料的屈服强度A、应变硬化指数n和热软化系数m对残余应力和切屑厚度的影响更为显著,且随着切削参数的提高,各个系数对仿真结果的影响会发生显著的改变。根据J-C模型系数对仿真结果的影响分析,形成一种通用的优化方法,解决低-高切削条件下难以确定和改进J-C模型系数的问题,极大地降低了切削仿真预测的误差。4.建立了切削参数对J-C模型系数的影响关系模型。根据上述优化结果,结合相关金属切削理论,建立了切削参数对J-C本构模型系数的影响关系模型,用于揭示切削参数对J-C本构模型系数存在影响关系。在对仿真结果敏感性分析的基础上,通过逆向识别方法确定出低-高切削参数下各自最优的J-C模型系数,实现对上述关系模型的验证。结果证明了切削条件对J-C模型系数存在影响关系,不同的切削条件应采用与之对应的J-C模型系数进行切削仿真。
其他文献
被动防护系统是目前主流的拦截并防治危岩落石的防护手段,被动防护系统以其安装快捷、工程成本低、防护能级较高等优点在公路铁路行业得到了大量推广、运用。引导式落石柔性防护系统是一种轻型化的防护手段,与被动防护系统不同的是,引导式落石防护系统在落石运动过程中即对其加以限制,以达到低速引导落石至指定堆积区域的目的。目前对引导式落石防护系统的研究还不充分,对其在一般性复杂边坡中的布设模式变化还有待深入研究。因
本文以新建盐城至南通铁路某大跨度高铁连续梁桥为工程背景,结合大型有限元分析软件ANSYS和计算流体动力学(CFD)分析软件FLUENT,紧密围绕大跨度高铁连续梁桥风致抖振及其控制两个研究热点开展研究工作,研究内容涉及大跨度高铁连续梁桥气动力特性研究、桥梁有限元建模及动力特性分析、强/台风脉动风场数值模拟、桥梁抖振时域分析及控制方法研究等四个方面。主要研究内容包括:(1)基于CFD的大跨度高铁连续梁
随着城市经济的不断发展,顶推施工技术越来越多地被运用于桥梁工程的建设当中。本文在文献研究的基础上,结合苏州剑科路接方湾街项目,从顶推设备体系设计方案、关键施工技术、结构仿真计算、施工误差分析和施工监测这几个方面,对于顶推施工关键技术进行研究。主要工作如下:(1)文章经过比较分析,提出了一种整体拼装、一次顶推到位的顶推施工体系设计方案,说明了顶推施工设备体系各部分的结构设计,重点设计确定了顶推支架、
目前,国内外掀起了一股跨海连岛大桥的建设热潮,为了避免修建深海深水基础,并满足50万吨级的轮船通航要求,需修建4000~5000米的超大跨径海峡大桥。针对超大跨径悬索桥的需求,依据二次直纹曲面方程,本文提出单叶双曲面混合空间缆索悬索桥和双曲抛物面混合空间缆索悬索桥两种新桥型,空间缆索结构体系可提高超大跨径悬索桥的抗侧刚度和抗扭刚度,提高其抗风稳定性。本文以琼州海峡大桥为工程背景,进行超大跨径空间缆
正交异性钢桥面板因其抗震性能好、施工进度快等优点在现代大跨桥梁建设工程中得到广泛的应用,但同时又因其复杂的构造和传力路径,致使焊接处在往复车辆荷载作用下产生严重的局部应力集中,最终导致疲劳损伤降低使用寿命。广泛存在于焊接结构内部的焊接残余应力在疲劳荷载作用下,会通过降低疲劳强度储备并促进初始裂纹的扩展严重影响结构的疲劳性能,进而降低结构的疲劳寿命,因此在正交异性钢桥面板的疲劳性能研究过程中应充分考
早期建设的T梁桥和小箱梁桥由于设计荷载较小未设置跨中横隔板,随着使用年限的增加和车载超载等问题,桥梁横向联系出现损伤甚至失效等病害,各主梁协同工作能力减弱,不利于桥梁的正常使用。本文针对桥梁横向联系不足的问题提出了跨中对称布设两道复合桁架的加固方法,通过多片T梁桥缩尺试验、实际箱梁桥和箱梁桥有限元模拟的方法研究了复合桁架加固后对桥梁力学性能的影响,综合评定加固效果,论文的主要研究内容和结论如下:(
城市轨道交通作为一种大运量的运输方式,具有快速、准时、低能耗、满足长距离出行等诸多优点,已成为大城市公共交通网络的主干。由于城市轨道交通系统的开放性,其在运行时经常受到自然灾害、设备故障和人为破坏等各类突发事件的干扰和破坏。当突发事件造成城市轨道交通线路上发生长时间的区间运营中断时,轨道交通网络结构发生变化,部分乘客原有最佳出行路径受到破坏,系统运输性能受损。在轨道线路自身交路调整并启用应急接驳公
城市轨道交通受限于狭小的空间和复杂的周边环境,在施工期间不可避免地对周围环境造成负面影响,其中地铁车站基坑施工的影响尤为严重。现有研究多聚焦在基坑自身的稳定和控制基坑支护结构的变形,地铁车站基坑施工全过程对邻近既有桩基的影响研究尚不多见,尤其是针对使用伺服钢支撑的基坑变形研究很少。为研究地铁车站深基坑施工对邻近高架桥桩基的影响,本文依托南京地铁七号线应天路站基坑工程对此展开研究。主要结论如下:(1
随着港珠澳跨海大桥工程的顺利竣工,我国在经济和工程建设领域里跨越式的发展必然带动更多跨越江河湖海隧道工程的兴建,“超长、超大、超深”的跨海越江隧道在国内取得了飞速发展。而在建设工程中,复杂的地质条件、浅覆土、高水压、长距离掘进等问题均对隧道建设提出了巨大的挑战。大型泥水平衡盾构因其技术保障性较高且相对其他工法投资较小,是现代隧道建设广泛应用的施工方法。但是由于地下工程的不可预测性,不同建设工程项目
本研究使用数据包络分析(DEA)评估了在加德满都谷地内运营的Sajha Yatayat的所有路线的运营性能。从生产效率和有效性的角度评估了其运营效益。该方法能够在没有历史数据和研究比较的情况下获取公交系统的相对性能。研究采用相同的输入但不同的输出变量来匹配数据的可用性和兼容性,以分别测量效率和有效性。输入变量包括:每次往返的平均旅行时间(小时)、每天平均的运营商数量、每天的平均巴士数量、停靠点的总