論文開題報(bào)告：基于有限元法珩磨45號(hào)鋼的特性分析

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
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課題名稱 基于有限元法珩磨45號(hào)鋼的特性分析

1、本課題的的研究目的和意義：

珩齒加工作為齒輪表面的光整加工，對(duì)被加工齒輪的齒面質(zhì)量及使用壽命有著直接的影響。但珩齒加工過程經(jīng)常存在著齒形精度低、切削效率低、誤差修正能力弱等缺點(diǎn)，因此對(duì)珩齒過程的研究非常必要。珩齒主要依靠珩輪表面的CBN(立方氮化硼)磨粒對(duì)被加工齒輪進(jìn)行擠壓和切削。因此CBN磨粒的切削過程，直接影響著被加工珩輪的質(zhì)量和性能。而且隨著現(xiàn)代切削加工向高質(zhì)、高效、精密、智能化的方向發(fā)展，對(duì)刀具和被切削工件的材料和性能有了更高的要求，對(duì)切削過程的研究更為重要。在前期研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)珩齒過程中珩輪表面的單顆CBN磨粒的切削特性進(jìn)行分析研究。



2、文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：

1968年日本九洲大學(xué)研究珩齒工藝，并試驗(yàn)采用蝸桿式珩磨輪進(jìn)行珩齒。1970年后
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粒對(duì)45鋼的切削過程。
2) 單元采用8節(jié)點(diǎn)的線性三維實(shí)體Solid164單元，并應(yīng)用單點(diǎn)積分的Lagrange算法建立切削加工的三維顯式動(dòng)力分析有限元模型。
3) 模型采用Johnson一Cook塑性模型。對(duì)單顆CBN磨粒及工件進(jìn)行合理的網(wǎng)格劃分，既可減少CPU時(shí)間，又避免了因網(wǎng)格劃分不合理而產(chǎn)生的網(wǎng)格畸變等問題。
5) 對(duì)單顆CBN磨粒及工件進(jìn)行合理的約束及附加載荷，約束不合理，會(huì)使工件材料發(fā)生大的變形，影響切削過程甚至使切削無法進(jìn)行。
6) 施加載荷，單顆CBN磨粒的切削路徑取決于所施加的載荷，因此載荷的施加對(duì)切削過程也比較重要。
7) 利用ANSYS/LS一DYNA，采用Solid164單元分別建立不同刀具前角和不同切削速度的三維切削大變形熱力藕合分析模型。被切削的切削層材料采用具備熱分析能力的彈-黏塑性模型，并采用合理的接觸及分離準(zhǔn)則模擬相同切削速度不同刀具前角和相同刀具前角不同切削速度的切屑形態(tài)。數(shù)值仿真出結(jié)果，模擬出形態(tài)及應(yīng)力情況。
8) 所有的成果均以ANSYS/LS一DYNA仿真出來，并整理成論文形式呈現(xiàn)。








4、擬解決的關(guān)鍵問題：


本文通過合理設(shè)置切削模型及計(jì)算參數(shù)，實(shí)現(xiàn)單顆CBN磨粒對(duì)45鋼在相同切削速度不同刀具前角和相同刀具前角不同切削速度下的三維大變形切削過程。模擬出被切削材料在塑性變形階段、剪切滑移階段、切屑形成階段中不同切削速度和不同刀具前角時(shí)的切屑形態(tài)，并對(duì)不同速度和不同刀具前角的有效應(yīng)力和有效塑性變形進(jìn)行分析研究，最終得出刀具前角、切削速度和切屑形態(tài)的關(guān)系。




5、研究思路、方法和步驟：

本論文運(yùn)用有限元方法對(duì)單顆CBN磨粒的切削特性進(jìn)行了分析，依據(jù)課題的研究內(nèi)容，主要研究思路、方法和步驟如下：
第一步： 了解國內(nèi)外珩齒加工技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展歷史及應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)珩齒機(jī)理、珩齒工藝系統(tǒng)、晰齒分類等進(jìn)行分析，提出本論文的研究背景、意義、目的、方向及內(nèi)容。
第二步： 金屬切削概述及數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展。掌握金屬切削機(jī)理、過程及力學(xué)特性，為單顆CBN磨粒的切削過程提供理論依據(jù)；對(duì)數(shù)值模擬技術(shù)在金屬切削過程中的應(yīng)用、發(fā)展及優(yōu)勢進(jìn)行一定的說明，為本論文提供方法依據(jù)。
第三步： 不同切削速度對(duì)切屑形態(tài)的影響。以單顆CBN磨粒與45鋼為研究對(duì)象，利用有限元軟件ANSYS/LS一DYNA對(duì)切削過程進(jìn)行模擬，分析不同切削速度下的切屑形態(tài)、應(yīng)力等情況。
第四步： 不同刀具前角對(duì)切屑形態(tài)的影響。利用有限元軟件ANSYS/LS一DYNA對(duì)不同前角的CBN磨粒切削45鋼進(jìn)行模擬，分析不同刀具前角的切屑形態(tài)、應(yīng)力等情況。
第五步： 總結(jié)與展望。對(duì)本論文的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)下一步研究工作提出展望。






6、本課題的進(jìn)度安排：

2013.2.28-2013.3.20 熟悉資料和仿真軟件
2013.3.20-2013.4.15 微細(xì)切削模型的建立
2013.4.15-2013.4.28 切削變形及切屑形成
2013.4.28-2013.5.15 不同速度的切屑形態(tài)及分析
2013.5.15-2013.5.20 不同刀具前角的切屑形態(tài)
2013.5.20 -2013.5.25 論文整理，英文資料的翻譯
2013.5.25-2013.6.3 準(zhǔn)備答辯
7、參考文獻(xiàn)：
[1] 李裕春. ANSYS 11.0/LS-DYNA基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐. 北京：中國水利水電出版社，2008；
[2] 白金澤. LS-DYN3D理論基礎(chǔ)與實(shí)例分析. 北京：科學(xué)出版社，2005；
[3] 時(shí)黨勇. 基于ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)分析. 北京：清華大學(xué)出版社，2005；
[4] 尚曉江等. ANSYS/LS-DYNA動(dòng)力分析方法與工程實(shí)例. 北京：中國水利水電出版社，2005；
[5] 郝好山等. ANSYS 12.0/LS-DYNA非線性有限元分析從入門到精通. 北京：機(jī)械工業(yè)出 ……（未完，全文共4480字，當(dāng)前僅顯示2262字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報(bào)告：基于有限元法珩磨45號(hào)鋼的特性分析》）