附件C：譯文

正交加工的殘余應(yīng)力模擬
Virgil Secasanu
喬治布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院
摘要
本文介紹正交切削的殘余應(yīng)力的預(yù)測模型。它采用的工藝條件為加工時輸入和預(yù)測表面和亞表面殘余應(yīng)力剖面。該模型包括對切削力和切削溫度的預(yù)測，并利用這些參數(shù)來確定工件所遇到的熱載荷。應(yīng)力在刀具刀尖和剪切面的磨損被認(rèn)為是在滾動/滑動接觸中非比例可塑性和并發(fā)的應(yīng)力松弛，滿足邊界條件發(fā)生的動態(tài)硬化。模型預(yù)測被喻為確定各種切削條件下殘余應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)實驗方法。
關(guān)鍵詞：殘余應(yīng)力模型、分析建模、正交切削
1引言
殘余應(yīng)力在機(jī)械零部件的性能中發(fā)揮著重要作用，它對機(jī)械零部件的疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性和部分變形有很大影響。殘余應(yīng)力可能增強(qiáng)或削弱機(jī)器各部分的功能行為。由于這一原因，了解加工的殘余應(yīng)力是了解加工和部分整體質(zhì)量的一個重要方面。自20世紀(jì)50年代起，加工引起殘余應(yīng)力就已經(jīng)被作為一個研究課題。研究成果由實驗結(jié)果、分析建模、有限元模型以及這些成就的各種組合組成。Matsumoto等人[1]研究了彎扭鋼中加工參數(shù)和切削刃幾何形狀對殘余應(yīng)力外形的影響。研究得出的結(jié)論是刀刃幾何形狀是殘余應(yīng)力外形的主要影響因素。 Brinksmeier[2]還討論了加工中刀刃對殘余應(yīng)力剖面的影響。如同[1]工作發(fā)現(xiàn)，影響殘余應(yīng)力外形的刀刃條件，是否刀刃磨損和刀面磨損有關(guān)。Jacobus [3]提出的一個比較徹底的半解析研究方法。它提供觀察殘余應(yīng)力的產(chǎn)生也是一個預(yù)測殘余應(yīng)力剖面的模型。然而，模型需要大量的基于切削試驗和殘余應(yīng)力測量的數(shù)據(jù)。陳[4]使用在ABAQUS /顯式有限元求解模擬刀面磨損和切屑形成對殘余應(yīng)力的影響。該研究得出結(jié)論切削形成影響殘余應(yīng)力外形。這個模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)相一致。雖然在這個領(lǐng)域有很多的研究，但仍然有推進(jìn)預(yù)測殘余應(yīng)力的方法?，F(xiàn)在，殘余應(yīng)力建模在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用還缺乏條件環(huán)境。有限元模型很好地預(yù)測了殘余應(yīng)力，但由于時間要求模擬，因此它不容易適應(yīng)過程優(yōu)化。殘余應(yīng)力的研究仍然是一項重要的工作。這項工作的目標(biāo)是提供一個分析模型基于切削參數(shù)、切削環(huán)境、工件材質(zhì)預(yù)測切削正交的殘余應(yīng)力。這個建模的方法是完全預(yù)測的，它通過加工得到過程需要的投入、材料參數(shù)和生產(chǎn)力的預(yù)測、工件溫度預(yù)測和殘余應(yīng)力。該模型相對于過去的成，提供了一個優(yōu)勢，就是不需要很廣泛的標(biāo)準(zhǔn)來運行。并且它能很快地輸出結(jié)果，因此被譽為最優(yōu)化工具。
2建模方法
這項研究旨在通過分析建模切割實現(xiàn)以前提出的目標(biāo)。為此，這個方法將重點模擬切削力、工件溫度和接觸應(yīng)力三個物理量。該模型考慮切削工藝條件，如切削速度、進(jìn)給速度和切削深度與刀具幾何形狀和材料性能，通過輸入這些參數(shù)來模擬預(yù)測切削力和切削溫度。切削力是通過工藝參數(shù)來預(yù)測。結(jié)果反饋到熱力學(xué)模型中預(yù)測工件加工時溫度上升。這些模型輸出區(qū)域就是預(yù)測工件所受的熱載