非晶銅納米切削溫度場(chǎng)仿真研究.pdf

1、與傳統(tǒng)晶態(tài)金屬不同，非晶態(tài)金屬內(nèi)部無(wú)位錯(cuò)、層錯(cuò)等微觀組織缺陷，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、化學(xué)性能，因此在航空航天、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。非晶態(tài)金屬在微觀組織結(jié)構(gòu)上處于亞穩(wěn)態(tài)，對(duì)溫度敏感，在外界條件作用下容易發(fā)生脆性斷裂和晶態(tài)轉(zhuǎn)變。切削加工過(guò)程中非晶態(tài)金屬會(huì)經(jīng)歷復(fù)雜的熱力耦合形變過(guò)程，刀具表現(xiàn)出明顯的粘接磨損現(xiàn)象，切屑呈現(xiàn)高頻周期性剪切帶特征。越來(lái)越多的研究表明上述現(xiàn)象都與金屬玻璃的溫度敏感性有密切關(guān)系。因此，本文針對(duì)非晶

2、態(tài)金屬中短程有序的原子團(tuán)簇微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用分子動(dòng)力學(xué)技術(shù)研究非晶態(tài)銅在納米切削過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布規(guī)律，以期為深入理解非晶態(tài)金屬切削形變機(jī)理奠定理論基礎(chǔ)。
　　非晶銅工件通過(guò)快速冷卻法制備，研究液態(tài)銅從液相到玻璃相轉(zhuǎn)變過(guò)程中原子體積的變化，通過(guò)線性擬合找到原子體積變化率的拐點(diǎn)，得到了非晶銅的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg=774K)。分析非晶銅切削過(guò)程中的剪應(yīng)變，得到非晶銅切削過(guò)程中的剪切角和剪切帶,反映了金屬玻璃的拉壓不對(duì)稱性現(xiàn)象。分析了分

3、子動(dòng)力學(xué)中對(duì)原子溫度計(jì)算存在的不足，提出了一種提升納米切削溫升計(jì)算精度的新思路。
　　對(duì)非晶銅工件進(jìn)行合理分組，采用改進(jìn)后的計(jì)算方法對(duì)切削溫度進(jìn)行計(jì)算；研究了切削速度、切削深度和刀具幾何參數(shù)對(duì)切削溫度的影響。結(jié)合原子的變形過(guò)程總結(jié)了切削速度和切削深度對(duì)刀具前刀面溫度、切屑溫度和已加工表面溫度影響，分析得出切削速度對(duì)切削溫度影響明顯，切削深度對(duì)切削溫度影響不明顯；通過(guò)對(duì)已加工表面的溫度和徑向分布函數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度沒(méi)有達(dá)到非晶銅