SiCp-Al復合材料車削加工棱邊缺陷的特征及形成機理研究.pdf

1、由于SiCp/Al復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量，較低的棱邊質量會給生產帶來很多的問題，嚴重的制約了SiCp/Al復合材料在實際中的應用。因此，研究SiCp/Al復合材料的切削加工特性并找到相應的優(yōu)化方法十分必要。
　　本文通過使用有限元仿真方法和實驗方法深入的研究了三維切削條件下車削加工SiCp/Al復合材料的斷裂特性及棱邊缺陷的形成機理。建立了加工SiCp/Al復合材料的三維斜角切削

2、有限元模型，根據仿真結果棱邊缺陷的形成過程被分為連續(xù)切削、彈性變形、塑性變形、臨界轉變、撓曲變形、裂紋開始、裂紋擴展、斷裂分離八個階段。通過建立了包含不規(guī)則 SiC顆粒的靜力學模型，分析了顆粒與基體交互作用下的應力場，進一步說明了SiCp/Al復合材料的邊緣斷裂特性。建立了一種三維車削簡化模型，與三維斜角切削進行對比，通過分析棱邊缺陷尺寸與切削參數之間的規(guī)律得出：棱邊缺陷尺寸隨著切削深度的增加顯著增加，隨進給量的增加緩慢增加，隨主軸轉速

3、的增加變化不明顯。進行了車削加工SiCp/Al復合材料實驗并分析結果，從微觀材料和斷口形貌角度分析了復合材料的斷裂性能與機理，研究了復合材料的斷口形貌。分析了切削參數對棱邊缺陷尺寸的影響得出：切削深度與進給量對棱邊缺陷尺寸的影響與有限元分析一致，主軸轉速的影響與有限元分析有一些出入并分析了原因。通過建立切削參數與棱邊缺陷尺寸之間的數學回歸模型，分析了切削參數對棱邊缺陷尺寸的影響程度，并應用遺傳算法對棱邊缺陷尺寸進行優(yōu)化求解，得出了控制棱