山东省自然科学杰出青年基金(JQ200918)
- 作品数：18 被引量：97H指数：6
- 相关作者：刘战强苏国胜张克国杨奇彪杜劲更多>>
- 相关机构：山东大学湖南大学山东轻工业学院更多>>
- 发文基金：山东省自然科学杰出青年基金国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺航空宇航科学技术一般工业技术机械工程更多>>
- 高速切削中切削速度对工件材料力学性能和切屑形态的影响机理被引量：12
- 2012年
- 首先根据不同应变率阶段金属材料的塑性变形机制,分析工件材料强度和塑脆性随切削速度提高的变化规律,通过理论计算说明这种变化对切屑锯齿化的作用机制,揭示不同切削速度下产生不同形态切屑的控制机理;然后,在40~7000m/min切削速度范围对Inconel718,AerMet100,7050-T7451进行直角切削实验,分析切屑形态及工件材料脆化现象,验证随切削速度提高工件材料脆化及相应的切屑形态;最后,根据切削速度与切屑形态的对应规律,提出基于切屑形态的切削速度阶段划分方法.研究表明：随切削速度提高,材料强度提高、塑性降低,使得主变形区材料易于发生热塑性剪切失稳和断裂失效而使切屑锯齿化;对一般塑脆性金属材料,随切削速度提高,第一变形区材料热塑性剪切失稳的发生早于断裂失效的发生;对同一种工件材料,可根据切屑形态将切削速度划分为普通切削速度阶段、高速切削速度阶段、超高速切削速度阶段.
- 苏国胜刘战强万熠艾兴
- 关键词：切屑形态
- 基于CFD的高速切削层流模拟被引量：1
- 2013年
- 高速切削塑性变形的本质是位错的不可逆运动与增殖,切削时固体的黏滞力与位错速度成正比,材料的黏性效应在材料的动态力学行为中起到越来越重要的作用,因此从流体的角度去理解比从固体的方面去认识更符合其特点。本文描述了高速切削的位错阻尼机理,建立了基于流体力学的高速切削理论模型,利用计算机模拟技术得到了高速切削时的速度场、压力场和应变率场,为高速切削研究提供了新的思路。通过分析计算结果得出如下结论:在刀尖上方存在速度滞止点,此处速度为零,压力最大,其位置变化影响着刀具寿命和工件已加工表面的质量;从压力最大点开始,压力值沿前刀面逐渐减小直到某处为零,此点即切屑与前刀面分离点;剪切面(刀尖与自由表面拐角处连线)上应变率最大,然后由此向外依次减小。
- 张克国刘战强万熠
- 关键词：流体力学应变率刀具
- 铣削粉末冶金高温合金FGH95时工件温度的研究被引量：2
- 2011年
- 镍基粉末高温合金具有屈服强度高、疲劳性能好等优点,是制造新型发动机涡轮盘的理想材料,工件温度是引起工件各种形式热损伤的主要因素,本文研究铣削粉末冶金高温合金FGH95时工件的瞬态温度。对铣削过程进行合理简化,基于移动热源法建立粉末冶金高温合金铣削时工件温度的解析模型,研究铣削速度对工件温度的影响规律。通过铣削试验对工件温度模型的有效性进行验证,试验结果表明建立的二维工件温度解析模型能正确预测铣削高温合金时工件加工表面的温度分布。
- 张帆刘战强庞继有张川
- 关键词：高温合金铣削
- 高速切削过程中的材料流体特性研究被引量：2
- 2012年
- 塑性变形的本质是位错的运动与增殖。高速切削时固体的粘滞力与位错速度成正比,材料的粘性效应在描述高速变形材料的动态力学行为中起到越来越重要的作用。推导出了高速切削过程粘性系数的表达式,介绍了粘性效应条件下材料动态力学性能的研究成果及应用,并从流体力学角度对高速切削的现状进行了分析,指出高速切削需同时考虑塑性和粘性。随切削速度的提高,从流体的角度去认识比从固体的角度去理解更能符合其特点。本文还指出了高速切削过程中材料流体特性研究需优先解决的几个问题。
- 张克国刘战强
- 关键词：位错粘性流体力学
- 高速面铣刀气动噪声及其频谱分析被引量：2
- 2011年
- 高速面铣削过程中的噪声严重影响工作人员的健康,偶极子声源是气动噪声的主要声源,基于Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对气体流动特性进行数值模拟,进行高速面铣刀空转噪声测试试验,噪声预测声压级比噪声测试声压级低4.0 dB左右。研究结果表明容屑槽区域和刀片前刀面是影响高速面铣刀气动噪声的主要因素,高速面铣刀气动噪声在轴向具有明显指向性。结合频谱分析发现紊流噪声分布在较广的频率段,决定了气动噪声的大小,但旋转频率上离散噪声的强度往往很大。高速面铣刀气动噪声预测模型可为低噪声高速面铣刀设计和合理应用提供理论依据。
- 刘战强吉春辉刘鲁宁艾兴
- 关键词：面铣刀气动噪声频谱分析
- 镍基粉末高温合金切削加工表面白层研究被引量：2
- 2012年
- FGH95粉末高温合金一种典型的难加工材料,在切削加工时,已加工表面会形成一层耐腐蚀的,在光学显微镜下呈现亮白色的白层组织。对基体和白层组织进行EDS和XRD分析发现,FGH95合金已加工表面白层具有致密化和无明显结构特征的特点,白层出现了晶粒细化并且发生了物相的变化;采用正交铣削试验的方法,测量加工过程中的切削力和切削温度,对已加工表面进行腐蚀并观察和测量白层的厚度,研究了表面等效应力、应变率和切削温度对白层形成的影响。研究发现,随着切削速度的提高,表面等效应力、应变率和温度不断增加,从而导致白层的厚度不断增大。
- 杜劲刘战强
- 关键词：FGH95高温合金白层应变率切削温度
- 涂层硬质合金立铣刀切削TC4仿真研究被引量：4
- 2011年
- TC4是典型的α-β钛合金,具有力学性能好、比强度高、高温低温性能优良、抗腐蚀性能优异等突出特点,已在航空航天、汽车、船舶制造、生物医学等领域得到广泛应用.但是从切削加工性能看,TC4低的热传导率、高的切削温度使得刀具磨损加快、刀具寿命缩短、加工效率降低.研究表明加工时加入切削液可提高刀具使用寿命[1],但是使用切削液会增加加工成本,加重环境污染[2],因此常采用干切削加工方式.选择合理的刀具涂层材料及涂层厚度可有效克服干切削中刀-屑接触面摩擦和切削温度增加的缺点,是提高钛合金加工效率的有效途径.
- 林琪刘战强黄威武汤爱民王社权肖思来
- 关键词：硬质合金立铣刀刀具(金属切削)TIALN切削温度刀具几何参数
- J-C本构参数对绝热剪切影响的敏感性分析被引量：18
- 2011年
- 综合考虑应变、应变率和温度对绝热剪切的影响,通过理论推导建立了基于J-C本构方程的绝热剪切失稳判据。以45号钢、TC4钛合金和7050航空铝合金3种不同的金属晶格材料为例,计算得出了出现锯齿形切屑的临界切削速度,并以临界切削速度为参量,以敏感度作为衡量敏感性的统一标准,进行了本构参数对绝热剪切的敏感性分析,旨在说明J-C本构参数对绝热剪切的影响大小,为材料的本构研究和工程中绝热剪切的预测提供一定的理论参考。研究结果表明:3种材料中,TC4钛合金对绝热剪切的敏感性最大;J-C本构参数对锯齿形切屑的出现皆有影响,对绝热剪切的敏感性最大的是本构参数A,次大的是硬化系数n。
- 刘战强张克国
- 关键词：绝热剪切应变率本构方程敏感性
- 高速切削锯齿形切屑表征的研究现状综述被引量：5
- 2011年
- 研究高速切削形成的锯齿形切屑的表征有利于科学地阐释锯齿形切屑的形成机理。这种表征包括几何表征和物理表征。几何表征是从切屑的几何形状和形成机理上进行表征,几何形状可用切屑的锯齿化程度来表征,形成机理可分别用绝热剪切理论和周期性断裂理论来表征。物理表征包括锯齿形切屑的变形、显微硬度、微观组织结构的表征。切屑变形包括切屑单元变形和绝热剪切带变形,且后者大于前者;锯齿形切屑的显微硬度由绝热剪切带中心向外逐渐降低,且高于基体材料硬度;切屑内部的微观组织结构与基体材料的差异主要表现在绝热剪切带上,而绝热剪切带分为形变带和转变带,形变带表现为晶粒的细化和拉长,转变带则伴随着相变的发生。
- 杨奇彪刘战强苏国胜张克国
- 关键词：锯齿形切屑
- 球头铣刀瞬态切削力数学模型建立与仿真被引量：9
- 2011年
- 针对球头铣刀在3轴数控铣床中应用的8种常见铣削情形,将铣刀轴向离散化为一系列微元切削刃,首先分析并建立局部切削力模型,进而通过积分运算求得铣刀整体切削力,建立了结合前刀面剪切效应与后刀面犁切效应双重机制的球头切削力预报模型。该模型考虑了走刀间距对切削区域的影响,采用几何分析方法求解瞬时参与切削的微元切削刃的分布,容易实现程序化,并利用Matlab对铣削力进行了数值仿真。最后,通过以45号钢为工件材料的铣削试验获得试验数据,数值仿真结果与试验结果对比,验证了球头铣刀切削力模型的有效性。
- 王启东刘战强汤爱民王社权肖思来
- 关键词：球头铣刀切削力数学模型
