SiCp-Al復(fù)合材料銑削殘余應(yīng)力研究.pdf

1、由于SiCp/Al復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合物理力學(xué)性能，在很多行業(yè)領(lǐng)域都體現(xiàn)出較高的應(yīng)用和發(fā)展優(yōu)勢。但由于大量SiC增強(qiáng)顆粒隨機(jī)分布在Al基體中，使其切削加工表面質(zhì)量存在很多缺陷，尤其是不均勻切削加工表面殘余應(yīng)力的存在，嚴(yán)重阻礙了SiCp/Al復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展。因此，研究SiCp/Al復(fù)合材料切削加工表面殘余應(yīng)力的產(chǎn)生過程與機(jī)理，對于提高其加工表面質(zhì)量具有重要的實(shí)際意義。
　　通過有限元分析法建立了整體定義復(fù)合材料屬性和分別

2、定義兩相材料屬性兩種狀態(tài)下的銑削加工有限元模型。研究了切削殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因、殘余應(yīng)力沿層深方向的分布狀態(tài)、切削參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響規(guī)律，兩種狀態(tài)的研究結(jié)果一致。通過改進(jìn)的微觀模型更深入地研究了SiCp/Al復(fù)合材料微觀表面形貌的形成機(jī)理及幾種常見缺陷，還有基體、增強(qiáng)顆粒及刀具的三者相互作用對殘余應(yīng)力分布的影響。建立了三維斜角切削狀態(tài)下的等效銑削厚度數(shù)學(xué)模型，有利于研究切削速度和每齒進(jìn)給量兩切削參數(shù)對切削殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。對SiCp/

3、Al復(fù)合材料進(jìn)行了銑削加工實(shí)驗(yàn)，對切削后的試樣進(jìn)行分組處理后再進(jìn)行表面殘余應(yīng)力檢測實(shí)驗(yàn)，最后與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)，SiCp/Al復(fù)合材料已加工表面殘余應(yīng)力沿層深方向具有以下分布趨勢：最表層主要是壓應(yīng)力，次表層殘余壓應(yīng)力減小，開始出現(xiàn)拉應(yīng)力，但拉應(yīng)力值較小，并隨著深度增加，拉應(yīng)力趨于零；隨著每齒進(jìn)給量增加，等效銑削厚度增加，即切削層厚度增加，最表面殘余壓應(yīng)力和次表層最大殘余壓應(yīng)力增加，并