搜索热:失效分析 陶瓷
扫一扫 加微信
首页 > 期刊论文 > 论文摘要
预应力切削加工TC4钛合金表面残余应力的有限元模拟
          
Finite Element Simulation of Residual Stress in Titanium Alloy TC4 Surface Machined by Prestress Cutting

摘    要
采用预应力切削方法对TC4钛合金进行加工, 建立了预应力切削TC4钛合金的有限元模型, 模拟了不同预应力下锯齿状切屑的形成过程及加工表面的残余应力分布情况, 然后将模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明: 预应力切削可以调整已加工表面的残余应力分布状态和应力值, 在弹性变形范围内, 预应力越大, 加工后表面的残余压应力越大, 残余压应力的分布也越深; 预应力对锯齿状切屑的形成无明显影响; 模拟结果和试验结果具有较好的一致性。
标    签 残余应力   预应力切削   锯齿状切屑   TC4钛合金   residual stress   prestress cutting   saw-toothed chip   titanium alloy TC4  
 
Abstract
A finite element model ( FEM ) of prestress cutting for titanium alloy TC4 was established to explore the saw-tooth chip forming process and distribution of residual stress to machined surface at different prestresses. Then the simulation value and experimental test value were compared. The results show that the distribution status and value of residual stress on machined surface of titanium alloy can be adjusted by the prestressed cutting method in cutting process, within the elastic deformation limit of titanium alloy, the higher the applied prestress was, the higher the value of compressive residual stress in surface layer was and the deeper the layer of compressive residual stress distribution was. Prestress showed an indistinctive effect on the saw-tooth chip forming process. The numerical simulation values were in good agreement with the experimental values.

中图分类号 TG 506   DOI 10.11973/jxgccl201506021

 
  中国光学期刊网论文下载说明


所属栏目 物理模拟与数值模拟

基金项目

收稿日期 2014/1/13

修改稿日期 2015/4/6

网络出版日期

作者单位点击查看

备注徐建建(1989—), 男, 山东临沂人, 硕士研究生。

引用该论文: XU Jian-jian,GENG Guo-sheng,LI Guo-hong,FENG Jing-jing. Finite Element Simulation of Residual Stress in Titanium Alloy TC4 Surface Machined by Prestress Cutting[J]. Materials for mechancial engineering, 2015, 39(6): 105~110
徐建建,耿国盛,李国红,冯晶晶. 预应力切削加工TC4钛合金表面残余应力的有限元模拟[J]. 机械工程材料, 2015, 39(6): 105~110


论文评价
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
分享论文
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

参考文献
【1】STEPHENS R I, FATEMI A, STEPHENS R R, et al. Metal fatigue in engineering [M]. 2nd ed. New York: John Wiley and Sons, Inc, 2001: 243 -266.
 
【2】覃孟扬. 基于预应力切削的加工表面残余应力控制研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2012.
 
【3】M’SAOUBI R, OUTEIRO J C, CHANGEUX B, et al. Residual stress analysis in orthogonal machining of standard and resulfurized AISI 316L steels[J]. Journal of Materials Processing Technology, 1999, 96(1): 225-233.
 
【4】JANG D Y, WATKINS T R, KOZACZEK K J, et al. Surface residual stresses in machined austenitic stainless steel[J]. Wear, 1996, 194(1): 168-173.
 
【5】TSUCHIDA K, KAWADA Y, KODAMA S. A study on the residual stress distributions by turning[J]. Bulletin of JSME, 1975, 116(18): 123-130.
 
【6】SHIH A J, YANG T Y. Experimental and finite element predictions of residual stresses due to orthogonal metal cutting[J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1993, 36: 1487-1507.
 
【7】胡华南, 周泽华. 预应力加工表面残余应力的理论分析[J].华南理工大学学报, 1994, 22(2): 1-9.
 
【8】OXLEY P L B.Mechanics of machining—an analytical approach to assessing machinablity [M]. London: Ellis Horwood Limited,1989.
 
【9】JOHNSON G R, COOK W H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures [C]//Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics. Hague, Netherlands: [s.n.], 1983: 541-547.
 
【10】朱文明. 高速切削Ti6Al4V切屑形成仿真研究[D].南京: 南京航空航天大学, 2007.
 
【11】彭锐涛, 叶邦彦, 唐新姿, 等. 预应力硬态切削的热力耦合模型及数值模拟[J]. 华南理工大学学报: 自然科学版, 2008, 36(4): 18-22.
 
【12】郭磊, 吴红兵. 高速切削 TC4 有限元数值模拟研究[J]. 兵器材料科学与工程, 2013, 36(2): 88-92.
 
【13】李益华, 吴运新, 龚海, 等. 应用X射线衍射法测定轴类工件中的残余应力[J]. 机械工程材料, 2012, 36(7): 96-99.
 
相关信息
   标题 相关频次
 激光3D打印TC4钛合金工件根部裂纹成因分析
 3
 喷丸对TC4钛合金残余压应力场及疲劳寿命的影响
 3
 使用X射线衍射法标定TC4钛合金弹性常数
 3
 铣削和喷丸工艺对TC4钛合金残余应力和半高宽的影响
 3
 铸造TC4钛合金电子束焊残余应力测试
 3
 16MnD5钢板焊接件热影响区开裂原因分析
 2
 16MnR钢板焊接对接接头残余应力磁记忆检测研究
 2
 16Mn钢弯管的开裂原因
 2
 17Cr2Ni2Mo钢的表面复合喷丸强化
 2
 18Cr2Ni4WA钢氮化和喷丸强化处理的残余应力及性能
 2
 1Cr18Ni9Ti不锈钢导管开裂原因分析
 2
 2A14铝合金去应力热时效的作用
 2
 300M钢热损伤的巴克豪森检测
 2
 304不锈钢薄壁焊管表面残余拉应力的测定及消除
 2
 304不锈钢焊缝附近的点蚀损伤发展规律
 2
 304不锈钢焊管应力腐蚀开裂原因
 2
 30CrMnSiNi2A钢轮轴表面镀硬铬区域开裂的原因及控制措施
 2
 316L奥氏体不锈钢碱液储罐开裂原因
 2
 316L不锈钢板式换热器泄漏原因
 2
 316不锈钢护栏腐蚀失效分析
 2
 42CrMoA钢的单次喷丸和复合喷丸强化
 2
 45Cr4NiMoV钢支承辊锻件表面感应淬火后的残余应力分布
 2
 5A06铝合金包铝层与基体X-ray残余应力检测中的衍射峰峰位差异分析
 2
 7050和7075铝合金板材的淬火残余应力
 2
 A6061铝合金脉冲MIG焊T型接头应力场有限元模拟
 2
 AISI403钢电站汽轮机叶片喷丸残余应力分布
 2
 Cr4Mo4V钢制轴承套圈磨削变质层深度的测定
 2
 CuZn39Pb3铅黄铜接头螺纹处开裂失效分析
 2
 DD3镍基单晶高温合金喷丸层残余应力的X射线衍射分析
 2
 DD3镍基单晶高温合金喷丸强化后残余应力的有限元模拟
 2