植物油切削液在拉削加工过程中的应用研究

针对传统拉削过程负载大,且传统切削液对环境有一定危害等问题,对绿色植物油切削液技术在拉削加工中的应用进行了研究。提出了将纯蓖麻油、玉米油、芝麻油、橄榄油和大豆油等5种植物油以及传统拉削油作为切削液的研究,利用微量润滑系统(MQL),将切削液喷射到了拉削加工区域;并以干拉削为对照,设计了拉刀前半段干拉、后半段油拉的实验方案;利用拉削实验系统,对切削液的性能进行了测试,通过对植物油分子结构的分析,研究了不同植物油对拉削负载和表面粗糙度的影响。研究结果表明:在5种植物油中,芝麻油有着最佳的拉削性能;相比于传统油拉削,应用微量润滑芝麻油可明显降低拉削负载,拉削负载图中的波峰和波谷均值分别提高了74.0%和63.2%,表面质量提高了22.1%;该研究结果有助于改善拉削性能,具有一定的实际应用价值。     

小方坯连铸电磁搅拌流场和温度场三维耦合数值分析

应用磁流体力学MHD(Magnetohydrodynamics)的基本原理,建立了钢水在洛仑兹力作用下流场和温度场三维耦合分析数学模型.依据错列网格法SIMPLE(Semi-implicit method for pressure linked     

搅拌桨流场仿真分析

搅拌桨是机械搅拌过程中的关键零部件,其结构形状会影响流体混合的速度和均匀度.应用ANSYS Workbench软件Fluent模块建立框式搅拌桨和笼式搅拌桨的三维模型,基于多重参考系进行网格划分与边界条件设定,然后进行仿真分析.仿真结果表明,流体正压区域分布在与搅拌容器相接触的定子域中.框式搅拌桨工作时的搅拌速度和均匀...     

核电厂压力容器支座“流场-温度场”耦合分析

反应堆压力容器(RPV)支座在核电厂设计中属ASME核安全1级支承,是关系到RPV安全的关键设备。通过建立支座的"流-固"耦合CFD模型和基于响应面法的实验设计,分析了支座入口空气流速和温度对支座温度场和空气流场的影响规律;进一步面向支座底面最高温度限制和减小空气流速的双目标要求,获得了优化的入口空气参数组合;最后通过对比"流-固"耦合模型结果和响应面法拟合结果,证明了模型和分析方法的正确性。     

高温掺合阀流场和温度场仿真分析

高温掺合阀是硫磺回收系统中非常重要的设备之一。通过仿真计算的方法,对高温掺合阀进行流场分析和温度场分析,发现热流进口高温介质的速度非常高;随着高温掺合阀开度的增大,混合流介质的温度会越来越高,阀体、阀盖、散热器、阀杆上的温度也会越来越高。     

药柱钻削过程中的温度仿真分析

药柱装药钻削成形过程中,以其特殊的粘弹性材料加工的复杂性和环境温度的敏感感知等因素,使在实际加工过程中加工参数的选择变得比较困难。加工参数的选择直接影响钻削温度,温度的高低侧面影响加工效率和安全性,因此研究钻削参数对钻削过程中的温度影响规律对指导生产是十分必要的。以少见的钻削粘弹性材料为例,通过仿真计算和实验验证,研究了主轴转速、进给速度和环境温度对钻削温度的影响规律。结论表明：粘弹性材料钻削与金属钻削具有一定的相似之处,但是切削热和摩擦热的影响关系与材料的韧性有关。研究发现药柱的粘弹性材料在40℃左右时,温度上升明显变缓,这是由于不同材料的温升特性不同。并且根据已知数据得出在环境温度为20℃,转速160r/min,进给速度为1.7mm/s时,最高温度变化相对稳定,且处于较安全温度控制范围。     

平版印刷墨斗辊油墨流场的分析与仿真

为了提高油墨预置精度,优化墨键结构,并依此精确控制输出墨量,对墨斗系统在不同条件下油墨运动流场建立数学模型和仿真计算,分析了油墨出口处油墨的流动速度分布情况,并对墨斗辊变转速、墨键变开度条件下墨斗流场的速度和压力的变化规律以及与油墨流量的关系进行了阐述。结果证明该方法能更准确地确定墨键开度、墨辊转速和墨量的关系。     

小方坯连铸电磁搅拌流场和温度场三维耦合数值分析

应用磁流体力学MHD（Magneto hydro dynamics）的基本原理,建立了钢水在洛仑兹力作用下流场和温度场三维耦合分析数学模型。依据错列网格法SIMPLE（Semi-implicit method for pressure linked equation）和有限控制容积法,开发了相应的分析软件。就小方坯电磁搅拌洛仑兹力的分布规律、搅拌范围、拉坯速度以及浇注温度对流场和温度场的影响进行分析。     

麻花钻钻削加工过程的有限元分析

对WC硬质合金麻花钻加工45#钢工件上孔的过程,用Deform软件进行了有限元分析。研究了加工过程中刀具的轴向力和扭矩随切削时间的变化规律,得到了工件最大主应力的分布区域。分析了麻花钻加工过程中的温度变化,得到了刀具和工件温度云图。研究结果为麻花钻实际加工切削用量的选择提供了参考。     

切削液渗透毛细管的动力学模型研究

在对切削液润滑作用及毛细管渗透过程进行理论分析基础上，建立了切削液渗透毛细管的动力学模型，通过对水和蓖麻油两种切削液渗透毛细管过程的理论计算认为，切削液有效润滑作用的必要条件是切削液渗透毛细管并在刀一屑接触区形成润滑层时有时间储备，否则切削液小能充分发挥润滑作用。     

基于计算流体动力学软件的型腔电解流场仿真

针对型腔电解加工中阴极流场设计分析的难点,应用计算流体动力学软件对型腔电解加工的流场进行仿真,得到加工间隙中流场的速度和压力分布,用以指导阴极的流场改进设计。经工艺试验验证,仿真结果较准确反映了型腔电解加工过程中的流场压力和速度分布,从而可以显著减少阴极流场设计中试验修正的次数,实现高效、低成本设计工具阴极流场之目的。     

基于Abaqus/explicit的钛合金高速切削切削力模拟研究

针对高速切削钛合金时切削力的问题,利用有限元分析软件Abaqus的Johnson Cook材料模型及Johnson Cook断裂准则,对钛合金高速切削切削力进行了仿真研究,分析钛合金高速切削加工过程中各切削参数（包括进给量、切削深度和切削速度）对切削力的影响.结果表明,切削力、进给力、单位面积切削力和单位面积进给力都随速度的增大而减小;但随着进给速度的增大,切削力和进给力都增大,而单位面积的切削力和进给力都减小.     

高速硬态切削温度场和切削力动态变化的数值模拟

基于大型有限元软件ABAQUS仿真平台,建立了高速加工的有限元模型。该模型采用Johnson—Cook（JC）模型作为工件材料模型,采用JC破裂模型作为工件材料失效准则,刀-屑接触摩擦采用可自动识别滑动摩擦区和黏结摩擦区的修正库仑定律,并采用任意拉格朗日一欧拉方法实现切屑和工件的自动分离。通过有限元方法对AISI4340（40CrNiMoA）淬硬钢高速直角切削过程进行了数值模拟。通过改变刀具前角的大小,对高速硬态切削过程中刀具的温度场及切削力的动态变化进行了研究,探讨了它们各自的变化规律,研究结果有助于优化高速切削工艺,研究刀具磨损机理和建立高速切削数据库。     

液力偶合器制动工况流场仿真与特性分析

采用Mixture多相流模型、Realizable湍流模型与PISO算法,应用CFD软件对液力偶合器制动工况时流道内的气液两相流动进行数值模拟。通过分析不同气相体积百分比条件下流场的压力分布和速度分布,直观地揭示了气液两相介质在液力偶合器内的运动情况,探讨了制动工况泵轮转矩的变化规律,为液力偶合器结构的设计和改进提供一定的参考依据。     

第11讲切削液的加工性能评价

介绍了评价切削液加工性能的实机切削试验方法、模拟切削试验方法及切削液加工性能的综合评价方法。     

加工铸铝合金时切削用量对切削热的影响分析

为了获得用YG8硬质合金刀具加工铸铝合金ZL108的合理切削用量,运用正交实验法对影响切削热的切削用量进行了切削实验,并采用回归分析法建立了切削温度经验公式。通过分析实验结果,确定了粗加工和半精加工阶段的推荐切削用量。     

基于ERF的切削颤振控制建模与仿真的研究

针对电流变阻尼器抑制切削颤振存在的困难,设计了一种流动与剪切混合模式的电流变阻尼器.介绍了电流变液及电流变阻尼器的工作原理和性能特点;基于Bingham塑性理论,建立了流动与剪切混合模式的电流变阻尼器的力学模型.实验与仿真结果表明,电流变阻尼器能很好地实现振动的实时控制,并能有效地抑制切削颤振的发生.     

环保型重负荷加工全合成切削液的研制

通过大量试验评价,筛选出重负荷加工全合成切削液所需的油性剂、极压剂、防锈剂、pH值稳定剂、消泡剂等添加剂并进行合理配伍。采用四球机法和攻丝扭矩法对研制全合成切削液进行润滑性能测试,采用IP287铸铁屑防锈试验法进行铸铁屑防锈性能测试。结果表明,研制的全合成切削液具有优异的润滑性、极压性、防锈性、冷却性、清洗性和生物稳定性,其各项指标与进口同类产品相当。实际应用结果表明,研制的全合成切削液可用于替代乳化液、微乳液和油基切削液,能满足不同材料的重负荷切削加工工艺要求。