SiCp-Al復(fù)合材料車削加工棱邊缺陷的特征及形成機(jī)理研究.pdf

1、由于SiCp/Al復(fù)合材料自身的材料特性，使其變的十分的難加工，很難保證加工后工件的棱邊質(zhì)量，較低的棱邊質(zhì)量會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很多的問(wèn)題，嚴(yán)重的制約了SiCp/Al復(fù)合材料在實(shí)際中的應(yīng)用。因此，研究SiCp/Al復(fù)合材料的切削加工特性并找到相應(yīng)的優(yōu)化方法十分必要。
　　本文通過(guò)使用有限元仿真方法和實(shí)驗(yàn)方法深入的研究了三維切削條件下車削加工SiCp/Al復(fù)合材料的斷裂特性及棱邊缺陷的形成機(jī)理。建立了加工SiCp/Al復(fù)合材料的三維斜角切削

2、有限元模型，根據(jù)仿真結(jié)果棱邊缺陷的形成過(guò)程被分為連續(xù)切削、彈性變形、塑性變形、臨界轉(zhuǎn)變、撓曲變形、裂紋開(kāi)始、裂紋擴(kuò)展、斷裂分離八個(gè)階段。通過(guò)建立了包含不規(guī)則 SiC顆粒的靜力學(xué)模型，分析了顆粒與基體交互作用下的應(yīng)力場(chǎng)，進(jìn)一步說(shuō)明了SiCp/Al復(fù)合材料的邊緣斷裂特性。建立了一種三維車削簡(jiǎn)化模型，與三維斜角切削進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)分析棱邊缺陷尺寸與切削參數(shù)之間的規(guī)律得出：棱邊缺陷尺寸隨著切削深度的增加顯著增加，隨進(jìn)給量的增加緩慢增加，隨主軸轉(zhuǎn)速

3、的增加變化不明顯。進(jìn)行了車削加工SiCp/Al復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)果，從微觀材料和斷口形貌角度分析了復(fù)合材料的斷裂性能與機(jī)理，研究了復(fù)合材料的斷口形貌。分析了切削參數(shù)對(duì)棱邊缺陷尺寸的影響得出：切削深度與進(jìn)給量對(duì)棱邊缺陷尺寸的影響與有限元分析一致，主軸轉(zhuǎn)速的影響與有限元分析有一些出入并分析了原因。通過(guò)建立切削參數(shù)與棱邊缺陷尺寸之間的數(shù)學(xué)回歸模型，分析了切削參數(shù)對(duì)棱邊缺陷尺寸的影響程度，并應(yīng)用遺傳算法對(duì)棱邊缺陷尺寸進(jìn)行優(yōu)化求解，得出了控制棱