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单颗磨粒切削TC4钛合金过程摩擦行为仿真与研究
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作者 陈振 赵盼 +1 位作者 闫蕊 路丹妮 《钛工业进展》 CAS 2024年第2期35-40,共6页
通过有限元仿真软件研究了单颗磨粒在切削TC4钛合金过程中的摩擦行为及其对抛光加工的影响。利用Abaqus软件建立了单颗磨粒切削TC4钛合金过程中材料的塑性变形模型,并应用迭代自适应网格重划分技术,准确模拟了不同摩擦系数下单颗磨粒切... 通过有限元仿真软件研究了单颗磨粒在切削TC4钛合金过程中的摩擦行为及其对抛光加工的影响。利用Abaqus软件建立了单颗磨粒切削TC4钛合金过程中材料的塑性变形模型,并应用迭代自适应网格重划分技术,准确模拟了不同摩擦系数下单颗磨粒切削TC4钛合金表面时的接触应力分布和塑性变形,为优化TC4钛合金叶片抛光工艺提供了理论依据。研究表明,摩擦系数对切削深度和材料堆积率有影响,特别是在磨粒切出阶段,摩擦系数的增加会显著促进材料在磨粒前端和两侧的堆积,故在实际抛光加工中应合理控制摩擦系数。 展开更多
关键词 单颗磨粒 有限元仿真 塑性变形 材料堆积率 摩擦行为
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基于ABAQUS的单颗磨粒磨削GH4169高温合金有限元分析 被引量:2
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作者 李超 霍文国 《工具技术》 北大核心 2023年第8期86-92,共7页
通过建立单颗磨粒磨削模型,采用ABAQUS软件对GH4169高温合金的磨削过程进行有限元仿真,探究单颗磨粒在不同参数下对GH4169高温合金工件磨削过程的影响。研究表明:磨粒从切入工件后到切出工件前,磨削力稳定波动,且与磨粒前角和磨削深度... 通过建立单颗磨粒磨削模型,采用ABAQUS软件对GH4169高温合金的磨削过程进行有限元仿真,探究单颗磨粒在不同参数下对GH4169高温合金工件磨削过程的影响。研究表明:磨粒从切入工件后到切出工件前,磨削力稳定波动,且与磨粒前角和磨削深度显著相关,切向磨削力随着磨粒前角增大而显著减小,随着磨削深度的增大而显著增大;最高磨削温度出现在磨粒切入工件的时刻,且与磨粒前角、磨削深度和磨削速度相关;磨粒前角对磨屑的形状影响显著,磨粒前角越大,磨屑越难排出,磨削速度对磨屑的形状影响较小,磨削深度影响磨屑的厚度和长度。 展开更多
关键词 单颗磨粒 高温合金 削力 有限元分析
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高速单颗磨粒磨削机理的研究 被引量:38
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作者 冯宝富 赵恒华 +1 位作者 蔡光起 金滩 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期470-473,共4页
进行了单颗磨粒高速磨削 4 5钢、2 0Cr钢和典型难磨材料钛合金TC4和GH4 16 9高温合金的试验·试验结果表明 ,对于 4 5钢和 2 0Cr钢 ,高速条件下单颗磨粒磨削的比磨削能显著低于比熔化能·发现了国外一些学者提出的钢铁材料的最... 进行了单颗磨粒高速磨削 4 5钢、2 0Cr钢和典型难磨材料钛合金TC4和GH4 16 9高温合金的试验·试验结果表明 ,对于 4 5钢和 2 0Cr钢 ,高速条件下单颗磨粒磨削的比磨削能显著低于比熔化能·发现了国外一些学者提出的钢铁材料的最低比磨削能约束于材料比熔化能假设的例外·高速磨削四种材料均表现出尺寸效应·采用高速磨削 ,对改善磨粒的切削状态 ,降低比磨削能是非常有利的·在磨削钛合金TC4和高温合金GH4 16 9时 ,易发生金属粘附·锆刚玉磨削钛合金TC4比磨削高温合金GH4 16 9的粘附严重·高速下金属粘附作用减轻· 展开更多
关键词 单颗磨粒 削机理 微切削 材料 削力 尺寸效应 金属粘附 高速
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基于流固耦合算法的单颗磨粒切削仿真研究(英文) 被引量:12
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作者 宿崇 侯俊铭 +1 位作者 朱立达 王宛山 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期5250-5253,5257,共5页
基于欧拉/拉格朗日耦合算法,采用四棱锥模拟磨粒的切刃,进行了单颗磨粒的三维切削仿真。该方法解决了传统有限元法进行切削仿真时易于发生单元畸变的问题。仿真结果表明,磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,侧向隆起高度... 基于欧拉/拉格朗日耦合算法,采用四棱锥模拟磨粒的切刃,进行了单颗磨粒的三维切削仿真。该方法解决了传统有限元法进行切削仿真时易于发生单元畸变的问题。仿真结果表明,磨粒的挤压使工件材料向前方及两侧流动而产生隆起,侧向隆起高度及范围逐渐增大,形成切屑后基本保持不变;磨粒切削刃处的工件材料变形剧烈,产生较大的加工应力,在沟槽侧面及底面留下较大的残余应力并产生较高的温度;磨粒刃尖处的接触应力最大,并沿着棱边向上迅速降低。 展开更多
关键词 单颗磨粒 有限元仿真 流固耦合
原文传递
单颗磨粒切厚均匀化实现脆性材料延性域磨削技术 被引量:5
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作者 傅玉灿 张贝 +1 位作者 徐鸿钧 苏宏华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期754-761,共8页
脆性材料磨削加工中容易出现表面亚表面损伤等质量问题,而且加工效率较低,这已经成为脆性材料产品大规模商品化生产的瓶颈。本文提出了一种新的工艺构想,即采用磨粒有序排布的砂轮及其精细的修整工艺实现单颗磨粒切厚均匀化,使得每颗磨... 脆性材料磨削加工中容易出现表面亚表面损伤等质量问题,而且加工效率较低,这已经成为脆性材料产品大规模商品化生产的瓶颈。本文提出了一种新的工艺构想,即采用磨粒有序排布的砂轮及其精细的修整工艺实现单颗磨粒切厚均匀化,使得每颗磨粒都处于脆性材料的延性加工状态,从而实现脆性材料的延性域磨削。基于此构想,制作了磨粒有序排布的单层钎焊超硬磨料砂轮,并进行了一系列的修整和磨削试验,最后实现了氧化锆陶瓷的延性域磨削。实验证明该工艺方法可行,有效且可操作。 展开更多
关键词 脆性材料 延性域 层钎焊砂轮 单颗磨粒切厚
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单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢的研究 被引量:9
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作者 冯宝富 赵恒华 蔡光起 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2003年第11期7-10,共4页
进行单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢的试验。研究塑性隆起、面积去除比率和切屑形态,以及速度、磨削截面积对单颗磨粒磨削力的影响。基于摩擦系数的数学模型和试验结果,获得单颗磨粒磨削的摩擦系数。讨论了速度、材料和磨粒对摩擦系数的... 进行单颗磨粒高速磨削45钢和20Cr钢的试验。研究塑性隆起、面积去除比率和切屑形态,以及速度、磨削截面积对单颗磨粒磨削力的影响。基于摩擦系数的数学模型和试验结果,获得单颗磨粒磨削的摩擦系数。讨论了速度、材料和磨粒对摩擦系数的影响。 展开更多
关键词 单颗磨粒 微切削 削力 摩擦系数 速度效应 45钢 20CR钢 高速
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基于单颗磨粒的高速外圆磨削成屑机理研究 被引量:9
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作者 周振新 李蓓智 +1 位作者 杨建国 朱大虎 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第7期138-140,共3页
高速磨削是解决磨削效率和磨削质量完美统一的一种可能途径,但对于高速外圆磨削机理的研究并不多见。基于切削仿真软件,构造了单颗磨粒高速外圆磨削仿真模型,对高速外圆磨削机理进行了仿真试验研究,研究结果表明:钛合金在单颗磨粒高速... 高速磨削是解决磨削效率和磨削质量完美统一的一种可能途径,但对于高速外圆磨削机理的研究并不多见。基于切削仿真软件,构造了单颗磨粒高速外圆磨削仿真模型,对高速外圆磨削机理进行了仿真试验研究,研究结果表明:钛合金在单颗磨粒高速磨削作用下经历了滑擦→耕犁→成屑→滑擦4种状态变化;工件在磨屑形成之前,力与温度均呈上升趋势,随着工件温度的升高,磨削力出现拐点并急剧下降,成屑过程中磨削温度达到最高值时,磨削力降至最小值。 展开更多
关键词 高速外圆 单颗磨粒 成屑过程 热力耦合
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基于单颗磨粒切削的钛合金磨削过程仿真研究 被引量:4
8
作者 霍文国 丁元法 +2 位作者 蔡兰蓉 张翔宇 董庆运 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2015年第3期17-22,共6页
采用有限元分析软件DEFORM的Johnson Cook材料模型,模拟了润滑涂层单颗磨粒磨削TC4合金的加工过程,对磨屑形成过程中磨削区温度、磨削力和切削变形区内应力的变化情况进行了有限元分析。结果表明:切削高温和高内应力主要集中在剪切变形... 采用有限元分析软件DEFORM的Johnson Cook材料模型,模拟了润滑涂层单颗磨粒磨削TC4合金的加工过程,对磨屑形成过程中磨削区温度、磨削力和切削变形区内应力的变化情况进行了有限元分析。结果表明:切削高温和高内应力主要集中在剪切变形区的刀尖位置;随着一个锯齿状磨屑节块的生长,温度降低、内应力减小。磨削力和磨削温度随磨屑的形成过程呈规律性变化:随着磨削进行,磨削力逐渐增大,磨削温度也相应升高;在锯齿状切屑完整形成时,磨削力最小、磨削温度最低。 展开更多
关键词 TC4合金 单颗磨粒切削 有限元模拟 削温度 切削应力
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合金钢20CrMo的单颗磨粒高速磨削仿真研究 被引量:4
9
作者 余剑武 刘智康 +2 位作者 吴耀 肖清 舒新 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第12期97-102,共6页
磨削是磨具表面大量形状各异且复杂多边形的磨粒参与切削工件的加工工艺,其过程复杂、试验观察困难,从而单颗磨粒切削研究成为研究磨削机理的重要手段。根据单颗磨粒的切削特点,分别建立其单颗CBN磨粒高速划擦的力学模型和有限仿真模型... 磨削是磨具表面大量形状各异且复杂多边形的磨粒参与切削工件的加工工艺,其过程复杂、试验观察困难,从而单颗磨粒切削研究成为研究磨削机理的重要手段。根据单颗磨粒的切削特点,分别建立其单颗CBN磨粒高速划擦的力学模型和有限仿真模型,利用数值仿真软件Matlab及有限元软件Abaqus对合金钢20Cr Mo的磨削进行了仿真研究。仿真结果表明单颗磨粒高速划擦的力学模型的正确性,同时分析了未变形切削厚度与其它磨削工艺参数在单颗磨粒切削过程中对磨削力的影响规律。 展开更多
关键词 单颗磨粒 划擦 削力 未变形切削厚度 20Cr MO
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基于DEFORM-3D单颗磨粒切削仿真与研究 被引量:5
10
作者 刘晓初 陈凡 +1 位作者 赵传 何铨鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第10期69-73,共5页
建立了单颗磨粒几何模型,运用DEFORM-3D有限元软件模拟Al2O3磨粒与45钢不同相对位置(旋转角度)时磨削力、等效应力、等效应变与磨削温度的变化规律,仿真结果表明:随着磨粒旋转角度的增大,法向磨削力和切向磨削力都增大,其比值约... 建立了单颗磨粒几何模型,运用DEFORM-3D有限元软件模拟Al2O3磨粒与45钢不同相对位置(旋转角度)时磨削力、等效应力、等效应变与磨削温度的变化规律,仿真结果表明:随着磨粒旋转角度的增大,法向磨削力和切向磨削力都增大,其比值约为(1-1.3),磨削温度先增大后减小,磨粒旋转角度越小,越易形成切屑,等效应力最大位置是磨粒耕犁作用产生的堆积材料挤压周围材料的那部分区域,而等效应变的最大位置是磨粒前刀面与工件接触的区域。单颗磨粒切削仿真为磨削加工之前磨削力与磨削温度的预测提供理论依据,也为砂轮的制备提供了参考。 展开更多
关键词 DEFORM-3D 单颗磨粒 削力 削温度 旋转角度
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超声珩磨颤振单颗磨粒动力学模型的研究 被引量:4
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作者 刘猛 祝锡晶 袁小飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第10期24-26,共3页
颤振是影响磨削加工稳定性及加工质量的重要因素之一,对于超声珩磨稳定性的研究主要通过动力学模型。在提出对超声珩磨单颗磨粒的基本假设和分析再生型颤振产生机理的基础上,建立了超声珩磨颤振单颗磨粒三维多自由度非线性动力学模型,... 颤振是影响磨削加工稳定性及加工质量的重要因素之一,对于超声珩磨稳定性的研究主要通过动力学模型。在提出对超声珩磨单颗磨粒的基本假设和分析再生型颤振产生机理的基础上,建立了超声珩磨颤振单颗磨粒三维多自由度非线性动力学模型,并简化了轴向和径向超声振动单颗磨粒的动力学模型及其方程,为进一步探求有效的抑振、消振方法提供了依据。 展开更多
关键词 超声珩 颤振 单颗磨粒 动力学模型
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单颗磨粒切削氮化硅陶瓷表面残留高度研究 被引量:2
12
作者 万林林 刘志坚 +1 位作者 邓朝晖 刘伟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-7,共7页
基于单颗磨粒切削路径规划和未变形切屑厚度模型,建立加工表面残留高度与加工参数之间的关系模型。在高精度数控平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷加工实验,结果表明残留高度与与切削力呈正相关关系。当材料去除方式为以脆性裂纹扩... 基于单颗磨粒切削路径规划和未变形切屑厚度模型,建立加工表面残留高度与加工参数之间的关系模型。在高精度数控平面磨床上进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷加工实验,结果表明残留高度与与切削力呈正相关关系。当材料去除方式为以脆性裂纹扩展控制的断裂破碎时,加工表面残留高度现象相对明显。通过对正交实验结果进行分析,获得有助于降低表面残留高度的加工参数组合,可用于指导实际磨削加工,并通过磨削实验进行验证。 展开更多
关键词 氮化硅陶瓷 残留高度 未变形切屑厚度 单颗磨粒
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基于单颗磨粒划切试验的SiCp/Al复合材料表面去除机理研究 被引量:4
13
作者 张红哲 张旭 +1 位作者 朱晓春 鲍永杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期388-397,共10页
碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料中含有不规则碳化硅颗粒使得材料内部形成大量非理想截面,为材料表面的有效去除带来困难.为了揭示材料去除机理,进行SiCp/Al复合材料单颗磨粒变切深划切的表面去除仿真分析和试验验证.研究结果表明... 碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料中含有不规则碳化硅颗粒使得材料内部形成大量非理想截面,为材料表面的有效去除带来困难.为了揭示材料去除机理,进行SiCp/Al复合材料单颗磨粒变切深划切的表面去除仿真分析和试验验证.研究结果表明,界面破坏对表面创成有重要影响,存在铝合金基体撕裂、界面分离,碳化硅颗粒裸露、裂纹扩展、破碎脱落、压入铝合金基体、碎片滑擦材料表面等去除过程,碳化硅颗粒中部大面积破碎脱落形成凹坑,并在刀具推挤作用下对材料进行二次切削,使铝合金基体表面形成非连续裂纹.SiCp/Al复合材料中由于铝合金基体的存在,实际划切深度小于名义切削深度.研究可以为SiCp/Al复合材料去除机理与加工研究提供一定借鉴. 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 单颗磨粒划切试验 缺陷形成机理 划切仿真 凹坑 裂纹
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超声激励下单颗磨粒断续切削边界研究 被引量:2
14
作者 卞平艳 赵波 李瑜 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2012年第11期99-102,共4页
对超声激励复合式振动磨削加工进行单颗磨粒三维运动轨迹的建模与仿真,分析了超声激励下单颗磨粒断续切削存在的边界条件。研究结果表明,各种超声振动磨削模式下,单颗磨粒三维空间轨迹未出现断续冲击切削。通过磨削试验和观察对比试件... 对超声激励复合式振动磨削加工进行单颗磨粒三维运动轨迹的建模与仿真,分析了超声激励下单颗磨粒断续切削存在的边界条件。研究结果表明,各种超声振动磨削模式下,单颗磨粒三维空间轨迹未出现断续冲击切削。通过磨削试验和观察对比试件加工表面的SEM,分析得出轴向超声振动激励所带来的单行程单颗磨粒空间正弦轨迹和单行程相邻磨粒轨迹干涉是超声磨削在切削效率和加工质量上提高的根本原因。 展开更多
关键词 超声 单颗磨粒 轨迹仿真 断续切削边界
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单颗磨粒磨削实验及其数值模拟的研究进展 被引量:2
15
作者 赵瑞莎 邓朝晖 +1 位作者 刘伟 李重阳 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1-7,共7页
单颗磨粒磨削是研究复杂磨削机理的重要手段,本文从单颗磨粒磨削过程和磨粒形状的角度阐述了磨削基础理论;概述了国内外学者以实验研究单颗磨粒的材料去除、切削力行为;基于数值模拟,探讨了不同工艺参数对单颗磨粒磨削力、磨削温度、工... 单颗磨粒磨削是研究复杂磨削机理的重要手段,本文从单颗磨粒磨削过程和磨粒形状的角度阐述了磨削基础理论;概述了国内外学者以实验研究单颗磨粒的材料去除、切削力行为;基于数值模拟,探讨了不同工艺参数对单颗磨粒磨削力、磨削温度、工件表面质量的影响规律。最后就这一方向的深入研究工作做了展望。 展开更多
关键词 单颗磨粒 单颗磨粒实验 数值仿真
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单颗磨粒磨削基础理论与实验研究进展 被引量:2
16
作者 刘伟 邓朝晖 《机械研究与应用》 2016年第4期54-57,共4页
磨削加工机理十分复杂并困难,可以将磨削加工简化为单颗磨粒磨削进行研究。针对磨削加工的本质,分析了单颗磨粒磨削基础理论,讨论了当前单颗磨粒磨削实验的研究现状。具体分析了国内外学者采用的不同实验方法,以及单颗磨粒的磨削特性以... 磨削加工机理十分复杂并困难,可以将磨削加工简化为单颗磨粒磨削进行研究。针对磨削加工的本质,分析了单颗磨粒磨削基础理论,讨论了当前单颗磨粒磨削实验的研究现状。具体分析了国内外学者采用的不同实验方法,以及单颗磨粒的磨削特性以及不同特性材料的成屑机理。最后分析了单颗磨粒磨削理论与实验的研究难点,并指出了其进一步的研究方向。 展开更多
关键词 单颗磨粒 理论 实验 研究进展
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基于单颗磨粒切削的CBN铰珩工具磨粒磨损研究
17
作者 杨长勇 张念辉 +1 位作者 苏浩 丁文锋 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第6期728-737,共10页
采用单颗磨粒试验方法,以4Cr13不锈钢为修整材料,研究大长径比CBN铰珩工具修整过程中的磨粒磨损特性。试验结果显示:与普通切削相比,超声切削时的平均切削力降低60%~80%,但磨粒在短时间内大块破碎,磨削比严重下降。超声切削时的磨粒-工... 采用单颗磨粒试验方法,以4Cr13不锈钢为修整材料,研究大长径比CBN铰珩工具修整过程中的磨粒磨损特性。试验结果显示:与普通切削相比,超声切削时的平均切削力降低60%~80%,但磨粒在短时间内大块破碎,磨削比严重下降。超声切削时的磨粒-工件接触比在0.6~0.8,磨粒主要处于断续切削过程,其最大切削宽度比普通切削时的增加2.7倍,且磨粒受到的最大瞬时切削力增加。根据点云信息对磨粒进行逆向建模,并对建立的单颗磨粒切削仿真模型的瞬时切削力进行定量分析。仿真结果显示:超声切削时的最大切向力比普通切削时的增加20%以上,且力的波动幅度超过80%。 展开更多
关键词 单颗磨粒切削 超声 切削力
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基于不同单颗磨粒模型的微细磨削力研究 被引量:10
18
作者 杨军 李志鹏 +2 位作者 李伟 任莹晖 周志雄 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期54-62,共9页
微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理,考虑刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型;采用VHX-1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨... 微细磨削技术能够实现硬脆材料复杂结构微小零件的高精高效低成本加工.通过深入分析微细磨削机理,考虑刃角圆弧半径的影响,建立了圆锥、球形、三棱锥、四棱锥等4种单颗磨粒切削力模型;采用VHX-1000超景深光学显微镜对Φ0.5mm、#600微磨棒表面磨粒形状进行观测分析并统计,建立了基于单一磨粒模型和基于综合磨粒模型的微细磨削力模型;在ZCuZn38上进行微细磨削试验,对比研究了微细磨削力理论计算结果与试验结果,并基于理论模型讨论了微细磨削力随工艺参数的变化规律.结果表明,单一磨粒模型微细磨削力与综合磨粒模型微细磨削力均能预测不同工艺条件下的微细磨削力,但综合模型微细磨削力的误差最小;不同磨粒模型计算得出的法向磨削力较为一致,但切向磨削力差异较大. 展开更多
关键词 微细 单颗磨粒 削力 模型
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基于单颗磨粒玻璃磨削机理的仿真研究 被引量:8
19
作者 齐蔚华 李蓓智 +1 位作者 朱大虎 沈琳燕 《工具技术》 2009年第9期17-20,共4页
从仿真角度研究了单颗金刚石磨粒的磨削机理;建立了单颗磨粒磨削玻璃等脆性材料的仿真模型,在此基础上,通过有限元软件对不同磨削条件下的单颗金刚石磨粒的磨削过程进行了仿真。最后从最大拉应力、磨削力两个方面对仿真结果进行了分析,... 从仿真角度研究了单颗金刚石磨粒的磨削机理;建立了单颗磨粒磨削玻璃等脆性材料的仿真模型,在此基础上,通过有限元软件对不同磨削条件下的单颗金刚石磨粒的磨削过程进行了仿真。最后从最大拉应力、磨削力两个方面对仿真结果进行了分析,研究了砂轮线速度、磨削深度对最大拉应力和磨削力的影响。 展开更多
关键词 单颗磨粒 玻璃 最大拉应力 削力
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35~80m/s 条件下单颗磨粒磨削的试验研究
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作者 雷力生 巫光宇 《广西机械》 1997年第2期32-35,共4页
本文介绍在不同速度条件下进行单项磨粒磨削的一些试验结果,揭示了砂轮速度对磨粒切削时工件材料隆起量的影响规律。
关键词 单颗磨粒 试验 砂轮
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