金属正交切削中的残余应力和压力外文翻译

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1、PDF外文：http:/                                                                                  

2、      中文 4168 字     毕业设计（论文）  译文及原稿   译文题目 ：  金属正交切削中的残余应力和压力    原稿题目 ：  Residual stresses and strains in orthogonal metal cutting   原稿 出处：  C. Shet, X. Deng， International Journal of Machine Tools & Manufacture 43 (2003) 573587， a

3、ccepted 3 January 2003      1 金属正交切削中的残余应力和 压力  摘要  在平面变形情况下，有限元法用于模仿和分析正交金属切削过程。在剩余应力和张力领域完成制件与对焦。采用了各种建模。沿工具芯片界面摩擦相互作用，建模与改良库仑摩擦法。基于临界应力准则的节点释放技术建立芯片分离模型。在与温度相关的材料属性和工具的范围内，确定是前角和摩擦系数的值。实验发现通过热冷却，取决于这些参数的范围可以增加残余水平应力，倾角和磨擦系数的影响，并且是非线性的。比较预测残余应力与文献中的实验观测结果。  关键词：  

4、;   有限限元模拟     金属正交切削     残余应力  1.导言  金属 正交 切 削 ， 非线性 复杂 耦合 的 热机械 进程 的 加 工 操作 。 应变 和 主 剪切 带 中 的高 应变 率 和 相应 芯片 与 工具 之间 的 联系 ， 沿 辅助 剪切 区域 复杂性 的摩擦 。  除 上述 以外 ， 工作 形成 的 切屑 和 工具 之间 的 摩擦 引起 产 热 。 在 金属 切削加工 的 副产品 中 ， 出现残余 应力 与新增 压力 ， 会 影响 已加工 表面 的 完整性 ， 缩短 机械 组件 蠕变 疲

5、劳 寿命 。 因此 ， 审慎 评估 工件 残余 应力 与 应变 的 区域 是 必要 的 ， 针对 机械 零件 在 蠕变 疲劳 载荷 条件 下 过早 失效 ，要对 切削 过程 的 进行 优化 与 维护 。  在过去 60 年 中， 已经进行了大量的金属切削研究工作 ， Theearliest 和  Piispanen 开发 了 金属切 削力学分析模型 。 这些模型被称为剪角模型，它们都提供剪角、  倾角和磨擦系数的实证关系。这些模型还可用于估计 部件 、  应力 和 平面应变条件下的金属切削加工过程中的能源消耗。 在这以后 制订了更复杂的剪角模型，以包括各

6、种设计参数的影响 。 Lee 李和  Shaffer 提出一种基于滑移线场理论，其中假定刚性完美塑料材料 切削 和直剪切平面的剪角模型。 kudo 通过引入曲线的剪切平面来考虑控制曲线的 切片 和直线工具之间的接触 ， 修改滑移线模型。帕尔默 .奥克斯利和奥克斯利 认为是在 粘塑性条件和工 件 硬化及应变率效应 。 duke 等人研究芯片和工具之间的界面摩擦的安置 ， 触发器和分析局部加热的金属切削加工的影响 。 有限元方法 已经广泛的应用于 各种金属切削技术 的研究 。有限元方法的多功能性使得它考虑到 工件大变形、  应变率效应、  工具芯片接触和摩擦，局部加热

7、和温度的影响、  不同边界和加载条件，和其他现象遇到的金属切削加工问题。 Usui 和  Shirakashi 开发的金属切削加工 模型是 早期有限元模型之一 。 基于经验数据 ， 他们假定无关变形的材料和工具提示在芯片分离几何的标准。岩田等人提议低速金属切削的有限元模型，其中假定塑料为材料和包括该工具与芯片之间的摩擦的影响  （但 忽略温度影响）。Strenkowski 和卡罗尔 ， 用基于在工件中有效的塑性应变芯片分离准则 ， 更新 了 的拉格朗日制订的代码  NIKE2D 有限元。 Komvopoulos 和  Erpenbeck 研究的

8、 各向同性的   2 应变硬化和  strainrate 研究的 敏感性视为理想弹塑性材料和材料。有限元分析基于耦合热弹塑性大变形本构模型和雇用芯片分离的应变能量密度标准。田和杨上 在 正交的金属切削过程 ， 基于最优理论和欧拉参考系统中的一个极限分析定理进行有限元研究。施和杨进行了两个有限元正交金属切削研究 实验  。通用有限元代码的正交金属切削研究和调查的摩擦影响和工具的形变场数量分布的倾角。已经比较了这些研究与文献中的实验数据和新的测试及其作者所取得的成果。  以上讨论的分析与数值提供了 很好的 金属切削过程的理解 与 模拟的研究。尤其是，这些研究

9、涉及大应变和应变率、  稳态反应、  摩擦和局部加热的影响和芯片分离标准等问题。但是，已进行 的 多计算工作，以了解有关机械加工零件的表面完整性的问题。  已知残余应力会 使 表面完整性 产生影响 。 Henriksen 为 了解在加工表面的各种切削条件下的钢和铸铁零件中的残余应力进行一系列的测试。他 在 报告说残余应力可能高达  689.48 MPa 。他还强调了在韧性材料  （如碳钢）  。 通常拉伸和压缩的脆性材料  （铁 等 ）。由于各种原因已归入在工件中的残余应力的原因。刘和拉什观察到工件表面的机械变形诱导残余应力

10、。科诺中南工业大学和  Tonsoff 等人发现残余应力是依赖的切削速度 ， 残余应力 对 工件材料的硬度有重大影响。表明在金属切削中的摩擦也有助于形成的残余应力。确定 了 机械加工零件，如评价显微硬度、  表面完整性的各种方法  x 射线衍射，和层去除偏转技术 。  日本早稻田大学柿野， 发现 残余应力均与加工中的切削力和温度分布 有关， 提出了早期预测模 型的残余应力。在另一种分析模型 中， 连接残余应力和工件 最脆弱部位 。施和杨进行 了 机械加工的工件残余应力分布的联合实验 ， 计算研究。最近，刘和郭用有限元方法来评价在工件的残余应力。他们还观察

11、到进行第二次下调 时在 切割面上残余应力幅度降低了 。  虽然现有 的资料为 机械加工部件的残余应力的 研究 提供了重要的见解， 但是 残余应变分布，从每个阶段的切割冷却过程 中 工具耙角影响的等问题，仍然没有得到充分的理解。为此，这项调查的目的是要了解工具界面摩擦和工具耙角度 对 形成和分布的残余应力和应变的机械加工零件 是 如何影响 的 ，并划分切割冷却过程分 为四个阶段  并 调查的每个阶段的 用处 。有限元方法用于模拟正交金属切削的过程 ， 通过使用  ABAQUS 的通用代码中的几个高级的建模选项，制定了仿真程序。采用最新的拉格朗日制订适合大应变变形。假定平面应变条件。包括电源过压粘塑性本构模型与应变率效应。沿工具芯片界面摩擦接触已遵守修改库仑摩擦定律。 在 绝热加热条件 下，对 可塑性和摩擦所致的局部加热升温。基于应力的芯片分离建模标准 把 工件的芯片分离 ，被认为是依赖于温度的物质属性。这项研究提供了详细的博览会的不同阶段后切割、  应力、  应变场演化和形成的残余应力和工件的成品表面 附近的 金相。