董永旺
,
赵军
,
陈晓晓
,
郭胜光
,
李安海
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2012.04.005
在能源动力、汽车、航空航天、模具制造等关键零部件的加工过程中,球头铣刀因其特有的刀具几何结构,常作为零件加工的最终成型刀具.考虑到在球头铣刀立铣加工中不同的刀具与工件相对姿态会对切削过程产生不同的影响,本文研究切屑形成和不同走刀方式下切削过程中各物理量(切削力、切削温度等)的变化情况,结合有限元仿真技术在切削加工中的应用,建立硬质合金球头铣刀铣削斜面的有限元模型,模拟相同切削参数下,八种不同走刀方式的球头铣削过程,分析刀具切入切出工件时切屑的形成过程,探究切削力和切削温度的变化规律.仿真结果表明:不同的走刀方式,平均切削合力各不相同,同时切屑和工件的最大切削温度也出现较大差异,而斜坡上坡逆铣的走刀方式所对应的平均切削合力和最大切削温度均最优.
关键词:
有限元法
,
球头铣削
,
走刀方式
,
切削力
,
切削温度
李安海
,
吴义民
,
赵军
,
卢永红
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2015.04.002
为对硬质合金刀具-钛合金工件材料在切削加工过程中的化学反应情况作出准确判断,采用化学热力学研究了切削过程中化学变化所伴随着的能量变化.本文通过化学热力学原理对WC-Co硬质合金刀具材料与钛合金Ti-6Al-4V的化学匹配性进行了计算,分析判断刀具材料与钛合金材料成分发生化学反应的可能性以及其反应的剧烈程度.研究表明,钛合金化学活性较强,高温下很容易与刀具材料发生反应,且温度越高,反应越剧烈.刀具材料和工件材料化学匹配性研究是切削加工特别是高速切削时刀具材料选择和保护以及刀具磨损机理分析的前提,可为加工钛合金的硬质合金刀具高速切削性能研究提供理论指导和依据.
关键词:
硬质合金
,
刀具材料
,
工件材料
,
化学匹配性
王东
,
赵军
,
李安海
,
王泽明
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.01.014
为实现WC-Co硬质合金的性能预报和微观结构的优化,提出了一种基于“随机法”构建材料二维微观结构模型的方法,该模型包含WC-Co硬质合金微观结构中WC晶粒的平均粒径、形心位置、取向角、长径和短径尺寸以及Co相体积分数等基本参数.采用C++,Matlab和Python语言汇合编程,得到可以直接导人有限元分析软件的模型.结果表明:构建的模型反映了真实的微观结构特征,实现了微观结构的参数化建模.模型的设计参数与实际参数比较吻合,证明了建模方法的可行性和模型的可靠性.
关键词:
WC-Co硬质合金
,
微观结构
,
随机法
,
参数化模型
王东
,
赵军
,
李安海
,
崔晓斌
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.09.005
采用“随机法”构建了考虑WC-Co硬质合金的Co相体积分数、晶粒平均粒径分布、晶粒形心分布以及晶粒取向角分布的微观结构模型,结合显微压痕实验的有限元模拟,提出一种基于材料微观结构的硬度预报模型.结果表明:“随机法”构建的微观结构模型较好地反映了材料的真实细观结构特征;材料的硬度受微观结构的影响较大,其中以Co相体积分数和晶粒平均粒径分布最为显著.模拟结果与实验结果吻合较好,从而证明了提出的模型能够准确地预报WC-Co硬质合金的硬度.
关键词:
WC-Co硬质合金
,
微观结构
,
硬度
,
显微压痕实验
,
有限元仿真
臧健
,
赵军
,
李安海
,
王福增
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2016.03.006
利用ABAQUS/Explicit有限元软件,建立了硬质合金刀具-Ti6Al4V钛合金正交切削有限元模型,并对Ti6Al4V钛合金正交切削过程进行了有限元模拟.基于对Ti6Al4V钛合金正交切削实验,通过对比试验及仿真的切削力以及切屑形态对有限元模型进行了验证.利用所建立的有限元模型研究了导热系数的改变对Ti6Al4V钛合金切屑形态、温度分布以及切削力的影响.结果表明:随着导热系数的增加,切削力逐渐增大,剪切区的温度逐渐降低,绝热剪切程度减小.证明了在Ti6Al4V钛合金切削过程中,工件材料较低的导热系数是导致在剪切区产生绝热剪切现象的重要原因.
关键词:
Ti6Al4V钛合金
,
导热系数
,
硬质合金
,
绝热剪切
,
有限元
王东
,
赵军
,
李安海
材料工程
为表征WC-Co硬质合金微观结构的“随机性”,使用Matlab和VC++汇合编程对材料显微组织的扫描电镜(SEM)图片进行了图像处理,提取出微观结构的轮廓,计算了微观结构的拓扑参数并统计其分布规律.结果表明:开发的图像处理软件能够准确地测量WC-Co硬质合金微观结构的平均粒径、形心位置、取向角、长径、短径和Co体积分数等参数；并使用概率密度分布函数实现了材料微观结构的“随机性”表征.
关键词:
WC-Co硬质合金
,
微观结构
,
随机性
,
表征
,
图像处理
王东
,
赵军
,
李安海
材料热处理学报
基于“随机法”构建了WC-Co硬质合金微观结构的二维参数化模型,使用移动窗口法确定了微观结构代表性体积单元的尺寸,通过有限元模拟拉伸实验计算了材料的弹性性能.该模型考虑了微观结构的拓扑参数,反映了微观结构中平均粒径、长径和短径、形心位置和取向角分布的随机性特征,并实现了Co相的体积分数的控制.结果表明,采用移动窗口法确定的代表性体积单元包含约120个晶粒;在拉伸实验中晶粒形状及其位置分布对各向异性的影响较小.弹性性能模拟结果和采用Golovchan模型计算及实验结果吻合较好,从而验证了该方法能够有效预测WC-Co硬质合金的弹性性能.
关键词:
WC-Co硬质合金
,
微观结构
,
随机分布模型
,
弹性性能
,
代表性体积单元
秦文真
,
赵军
,
李安海
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.000963
采用ProCAST软件对铝合金活塞浇铸过程中模具的温度场、应力场进行了有限元仿真.根据热、应力场仿真结果,预测活塞模具的易失效区域,通过与实际失效结果对比,发现仿真结果中易失效区域位置与实际模具失效区域位置相吻合;并通过研究不同模具预热温度对浇铸过程中模具热应力场的影响,发现提高模具的初始预热温度,可以有效降低浇铸过程中模具型腔表面所受的热应力,从而有助于模具寿命的提高.
关键词:
铝合金活塞模具
,
温度场
,
应力场
,
易失效区域
,
模具预热温度
