简析切削钛合金插铣过程温度场数字建模与有限元

论文导读：
摘要：有限元策略是根据变分原理求解数学物理不足的一种数值策略。目前,该策略以最初的固体力学领域拓展到电磁学、流体力学、传热学以及声学等领域。其中进行热浅析的目的是在给定热边界条件下计算物体内部的温度分布,对稳态温度场和瞬时温度场两类均可计算。本论文主要利用有限元策略对钛合金插铣历程温度场的分布进行探讨。钛合金具有比强度高、热强性好、资源丰富等一系列优点,但其导热系数小、切削变形系数小等因素致使钛合金成为一种难加工材料。插铣是实现高切除率金属切削加工的有效策略,尤其对于难切削材料的大去除率方面具有优势。本论文以金属切削论述出发浅析了钛合金插铣历程的切削热产生机理,分别推导出工件及刀具的热传导基础方程式,并在此基础上建立钛合金插铣的数学模型,运用Galerkin有限元策略分别对工件的椭圆型方程和刀具的抛物型方程进行推导计算,随后利用Matlab进行数值模拟,最终得到工件稳定后温度分布图以及刀具随时间变化的温度分布图。通过数值计算结果与实验结果比较,验证了有限元模型具有可靠和高精度优点。本论文对钛合金插铣历程的加工参数优化和刀具的设计提供了重要参考依据。关键词：有限元法论文切削温度场论文钛合金论文插铣论文
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Abstract4-7
第一章 绪论7-12

1.1 切削温度场国内外探讨近况7-10

1.2 论文主要内容和结构10

1.3 术语表10-12

第二章 钛合金插铣历程切削区温度场分布的论述浅析12-18

2.1 钛合金插铣的切削机理12-14

2.

1.1 插铣刀片的离散12

2.

1.2 二维正交切削机理12-14

2.2 切削热的产生14-15

2.3 基础方程式15-17

2.4 本章小结17-18

第三章 热传导方程的Galerkin有限元解18-33

3.1 Sobolev空间基本概念18-19

3.2 椭圆型方程的Galerkin策略19-23

3.3 工件的热传导方程求解23-28

3.4 抛物型方程的Galerkin策略28-31

3.5 刀具的热传导方程求解31-32

3.6 本章小结32-33

第四章 数值计算与优化33-39

4.1 工件热传导方程数值运算33-36

4.

1.1 历程简述33

4.

1.2 网格划分33-34

4.

1.3 网格编号34

4.

1.4 追赶法求解有限元方程组34-36

4.2 刀具热传导方程数值运算36-38
4.

2.1 浅析步骤36-37

4.

2.2 求解线性方程组37-38

4.3 本章小结38-39
第五章 数值模拟结果与浅析39-45

5.1 几何模型39-40

5.2 结果浅析40-44

5.

2.1 工件仿真结果浅析40-41

5.

2.2 刀具仿真结果浅析41-44

5.3 本章小结44-45
第六章 总结与展望45-46

6.1 总结45

6.2 展望45-46

参考文献46-49
发表论文和参加科研情况说明49-50
致谢50