基于电磁感应预热的Ti6Al4V合金切削加工表面应力的优化开题报告

 2021-11-04 20:53:39

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一.选题背景

钛合金材料是20世纪50年代开始发展起来的一种金属材料,因其强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等热点被广泛应用于各个领域,包括民用领域。由钛及钛合金板、管、带、丝、箔、饼、环等加工材和多种金属复合材制成的钛产品,在医疗、体育及眼镜、手表、洗衣机等日用消费品领域得到应用,受到市场的青睐,未来的市场十分巨大。钛合金产品具有优异的使用性能,但钛合金材料也属于典型的难切削材料,切削钛合金的加工效率和质量较低。其硬度大于hb350时切削特别困难,小于hmb300时则容易出现粘刀现象。在加工过程中,具有变形系数小,切削温度高,单位面积上的切削力大,冷硬现象严重,刀具易磨损等切削特性。所以研究钛合金的切削加工工艺,对提高切削效率,延长刀具寿命和提高加工精度具有实际意义。

二.选题意义

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一.本课题要研究或解决的问题

通过切削仿真分析,研究钛合金Ti6A14V切削时的应变、应变率、应力及切削温度等分布。运用有限元法,研究切削速度等切削参数对切削温度、切削力的影响。学习有限元分析方法,至少掌握一种有限元分析软件,并运用有限元法仿真金属的切削加工过程:通过建立基于ABAQUS有限元软件平台的Ti6Al4V切削过程有限元仿真模型,对钛合金Ti6A14V切削时的切削力、切削温度等进行研究同时获得合金Ti6AI4V切削时的应变、应变率、应力及切削温度的分布云图。钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。阻得钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。无论是金属最初的治炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。是铝板材的6~15倍,钢板材的45~-83倍。

二.研究手段(途径)

首先査阅大量的相关资料,了解和学习当今钛合金切削加工各方面的情况。在进一步学习研究的基础上,利用ABAQUS软件对Ti6A14V切削过程进行仿真研究在切削仿真研究过程中,不断深化研究主题,最后得出结论,提出相关经验。查阅相关文献和设计手册,同时进行研究性分析,并且利用ABAQUS有限元软件进行仿真
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