奥氏体不锈钢材料模型有限元动静力学分析

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为了降低真实加载试验的风险和复杂程度,根据实际材料特征和属性参数,采用有限元分析方法对比选择了5mm×5mm×2.5mm六面体单元,并进行不锈钢材料模型网格划分及动静力学节点处应力应变分析.结果表明,通过加载50N和60N静态载荷观察到模型最大应力应变位置集中区域靠近约束处,最大应力分别为66.6167MPa和79.9400MPa,最大应变分别为0.412E-03、0.494E-03;加载5min、10min,大小为1~30N的随机载荷进行瞬态分析发现,外部载荷加载时间会影响模型节点处的最大应力应变值.仿真结果说明,有限元法可有效分析不锈钢材料模型受力后节点的应力应变变化,为研究材料的受力损伤及受力疲劳提供了分析方法.
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机床加工过程中,获得机床工作状态时的模态参数对提高加工效率和加工质量非常重要.机床工作状态下的固有频率和阻尼比可通过工作模态分析方法获取,而机床正常加工时的振动信号中包含较强的周期成分,无法满足工作模态分析的要求.通过研究铣削加工时的响应信号特性,提出机床工作状态的工作模态分析方案:根据信号的倒谱特性去除周期振动成分,再运用工作模态分析从剩余的信号中辨识模态参数.采用龙门铣床切削试验验证了该方案的准确性,证明此方案可较好地去除振动响应中的周期成分,并获取准确的固有频率和阻尼比.
高效铣削过程中,铣刀刀齿切入引起的冲击会导致刀齿、后刀面和切削刃的姿态发生偏置,导致铣刀与工件的接触姿态发生改变,上述因素在冲击和振动动态条件下使加工表面形貌特征及其分布具有时变性.当加工条件发生改变时,工件不同位置处加工表面形貌特征及其分布发生变化.而已有的表征方法不能准确描述已加工表面形貌变化特性,导致表述不够全面.本文首先进行高效铣削加工实验,提出铣刀刀齿误差度量方法,表征铣削振动行为特性.识别提取已加工表面形貌峰高、谷底之间的轮廓特征点,对已加工表面形貌进行表征;识别铣削振动时段,提取铣削稳定时段
为研究切削参数以及刀具前角对切削铝合金工件残余应力的影响以及探究合理的切削参数,通过ABAQUS软件建立三维和二维切削仿真模型,得到了径向进给速率、转速以及不同刀具前角对加工工件残余应力的影响规律.通过模拟结果发现,随着进给速率的增大,工件表面残余拉应力逐渐增大;随着转速的增大,工件表面的残余拉应力逐渐减小;随着刀具前角不断减小,产生的残余压应力逐渐增大.切削时产生的温度变化较小,在转速3000r/min、背吃刀量为25μm、刀具前角为-25°时产生的残余应力值较小.
针对SLM成型的316L不锈钢表面开展磁流变抛光关键技术研究.设计点阵簇磁流变抛光工具和仿真优化工具的磁路,并规划抛光路径.利用该工具对SLM成型的316L金属平面样件进行抛光工艺研究,分析抛光路径、工作间隙、主轴转速和工作进给等因素,得出以下结论:抛光轨迹线覆盖面积随偏置距离、偏摆幅度和偏摆角度的增大均为先减小后增大;粗糙度值随工作间隙、主轴转速、工作进给的增加,先减小后增大;残余应力随工作进给、主轴转速、工作进给的增加而减少.
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分析了过定位刀柄提高使用刚度的原理,研究了过定位刀柄使用过程中刀柄端面与主轴端面间隙对使用效果的影响,提出了实现刀柄过定位的方法及相关应用理论基础及方法.