論文開題：單顆金剛石切削巖石的數(shù)值模擬

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院：　　　　 機(jī)電學(xué)院　　　　　　　　　專業(yè)班級：　　　機(jī)械電子2班

課題名稱 單顆金剛石切削巖石的數(shù)值模擬

1、本課題的的研究目的和意義：
目的：以巖石為被加工對象，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真研究巖石的微切削過程。
通過金剛石切削巖石的模擬仿真，揭示了金剛石顆粒切削巖石的規(guī)律。


意義：微細(xì)加工中的困難主要是微觀級別現(xiàn)象，因此，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究較為棘手，并且實(shí)驗(yàn)完成后難以進(jìn)行在線觀測和測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。切削過程本身是非常復(fù)雜的，涉及彈性/塑性變形和高應(yīng)變率，并且這一過程還伴隨著材料特性的變化。此外，在微切削的模型研究方面還很難建立解析模型進(jìn)行求解。提高了鉆進(jìn)效率而且節(jié)省了鉆探成本。因此，對金剛石鉆頭鉆進(jìn)的有限元模擬研究是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，既有理論指導(dǎo)意義又有實(shí)際工
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磨粒與燒結(jié)基體或電鍍鍍層的微觀界面分析等亟待人們進(jìn)一步深入探討和研究。


3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：

理論研究分析單顆粒金剛石在切削巖石的運(yùn)動規(guī)律，簡化金剛石顆粒的切削巖石的模型，假設(shè)金剛石在胎體中是理想的均勻分布，取一顆金剛石作為研究對象；然后從有限元方面入手，利用有限元軟件ANSYS建立單顆粒金剛石切削巖石的三維模型，金剛石顆粒和胎體采用彈性體材料模型；巖石采用混凝土材料的模型。
應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA模擬出單顆粒金剛石切削巖石的過程，得出不同出露高度、不同的切入深度、不同切削速度的金剛石顆粒在切削巖石過程中的受力狀況。通過金剛石切削巖石的模擬仿真，揭示了金剛石顆粒巖石的規(guī)律。

成果形式：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一篇

4、擬解決的關(guān)鍵問題：

1.微細(xì)切削模型的建立
2.出露高度、切入深度、切削速度對金剛石切削巖石的影響的分析


5、研究思路、方法和步驟：

理論研究分析出鉆頭中單顆粒金剛石在鉆進(jìn)中的運(yùn)動規(guī)律,簡化了金剛石顆粒的切削巖石的模型,假設(shè)金剛石在胎體中是理想的均勻分布,取鉆頭底唇面上的一顆金剛石作為研究對象;然后從有限元方面入手,利用有限元軟件ANSYS建立單顆粒金剛石鉆進(jìn)巖石的三維模型,金剛石顆粒和胎體采用彈性體材料模型;巖石采用混凝土材料的模型。應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA最終模擬出了單顆粒金剛石切削巖石的過程,得出不同出露高度、不同的切入深度、不同切削速度的金剛石顆粒在切削巖石過程中的受力狀況。







6、本課題的進(jìn)度安排：

3013.3.4-2013.3.17 熟悉資料和仿真軟件
2013.3.18-2013.4.7 微細(xì)切削模型的建立
2013.4.8-2013.4.21 切削狀況分析
2013.4.22-2013.5.5 出露高度對金剛石切削巖石的影響
2013.5.6-2013.5.12 切入深度對金剛石切削巖石的影響
2013.5.13-2013.5.19 切削速度對金剛石切削巖石的影響
2013.5.20- 2013.6.9 論文整理，英文資料的翻譯
2013.6.10 準(zhǔn)備答辯
7、參考文獻(xiàn)：
[1] 李裕春，時(shí)黨勇，趙遠(yuǎn). 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)出版社，2010.
[6]屠厚澤，高森，巖石破碎學(xué)，地質(zhì)出版社 ……（未完，全文共3217字，當(dāng)前僅顯示1625字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：單顆金剛石切削巖石的數(shù)值模擬》）