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切削加工热力耦合建模及其试验研究  
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【英文题名】 Coupled Thermo-Mechanical Modelling and Experimental Research for Cutting Process
【作者】 张东进;
【导师】 陈明;
【学位授予单位】 上海交通大学;
【学科专业名称】 机械制造及其自动化
【学位年度】 2008
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 上海交通大学
【网络出版投稿时间】 2008-05-22
【基金】 国家重点基础研究发展计划(973计划);国家自然科学基金;
【关键词】 热力耦合; 有限元; 切削力; 切削温度; 残余应力; 锯齿形切屑; 绝热剪切;
【英文关键词】 coupled thermo-mechanical; FEA; cutting force; cutting temperature; residual stress; saw-tooth chip; adiabatic shearing;
【中文摘要】 有限元法是六十年代初期随着计算机的发展而发展起来的一种综合了弹性理论、力学、电磁学、热力学、和计算技术等学科领域相关知识的数值计算方法,并以其独特的灵活、快速和有效性而迅速发展成为求解各领域数理方程的一种通用的模拟计算方法。有限元法不仅能求解由杆、梁、板、壳、块体等各类单元构成的弹性(线性和非线性)、弹塑性或塑性问题(包括静力和动力问题),而且能求解各类场分布问题(流体场、温度场、电磁场等的稳态和瞬态问题)以及水流管路、电路、润滑、噪声以及固体、温度相互作用的问题。 金属切削过程伴随着极小范围内的高应变、高应变率和瞬间高温升等问题,是一个热力耦合作用的典型过程,刀具和工件的相对运动引起工件微观组织各部分的应力分布变化和接触界面摩擦热变化,局部高应力引发塑性应变而产生热并与摩擦产生的热共同构成并影响着切削区温度场,温度场又反过来通过材料本构关系影响着切削区的应力分布。在早期对于这个复杂的热力耦合关系的计算受到计算机运算能力的限制,有限元技术在金属切削领域中的应用较少。最近二十年,随着电子计算机软硬件技术的快速发展,有限元技术在金属切削领域中的应用越来越广泛并扮演着越来越重要的角色。 ...
【英文摘要】 Finite Element Method (FEM) is a numeric calculation method which has developed with the development tide of computer in the beginning of 1960s and centralized multiple disciplines such as elasticity, mechanics, electromagnetic, thermodynamics and computing technique. FEM becomes a general simulation method to resolve logistic equations of different fields step by step in the last several years with its special flexibility, celerity and effectivity. Not only FEM can solve the elastic (linear or nonl...
【更新日期】 2008-06-10

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