离心式滚磨光整加工钛合金的数值模拟分析.pdf

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1、第43卷第5期表面技术2014年1O月SURFACETECHNOLOGY·11·离心式滚磨光整加工钛合金的数值模拟分析张晓东，李秀红，李文辉，杨胜强(太原理工大学机械工程学院，太原030024)摘要：目的研究离心式滚磨光整加工对钛合金表层残余应力场的影响。方法利用有限元分析软件ABAQUS建立了加工过程中磨块碰撞TC4钛合金材料的三维有限元模型，对碰撞过程中的能量变化、材料应变及不同光整参数对工件表面残余应力场分布规律的影响进行分析，对比碳化硅磨块与氧化铝的加工效果。结果磨块参数对残余压应力峰值影响显著，但对其出现的位置影响不大。与碳化硅磨块相比．氧化铝磨块更适合于加工钛合金。结论有限元模

2、拟可以探讨磨块碰撞作用下钛合金材料残余应力场的分布规律．优化滚磨光整加工钛合金的工艺参数。碰撞模拟证明，氧化铝磨块更适用于钛合金材料的滚磨光整加工。关键词：滚磨光整加工；有限元模拟；残余压应力中图分类号：TG175文献标识码：A文章编号：1001．3660(2014)05-0011．05NumericalSimulationAnalysisoftheCentrifugalRollFinishingofTitaniumAlloyZHANGXiao-dong，LIXiu-hong，LIWen-hui，YANGSheng-qiang(SchoolofMechanicalEngineering，T

3、aiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)ABSTRACT：ObjeetiveTostudytheresidualstressfieldontitaniumalloyaftercentrifugalrollfinishing．MethodsByusingfiniteanalysissoftwareABAQUS，a3DfiniteelementmodelwasbuiltforthecollisionbetweencentrifugalgrindingblockandTC4titani—amalloymaterials．Thesystem

4、energyconversion，materialstrainandregularityofresidualstressfieldwereanalyzedwithdifferentfinishingparameters，andtheprocessingeffectswerecomparedbetweenSiCgrindingblockandA12O3grindingblock．ResultsThesimulationresultsshowedthattheparametersofgrindingblockhadsignificanteffectsonthepeakvalueofthecom

5、pressiveresidualStress，buthadnoeffectonitsoccurrencelocation．ComparedwithSiCgrindingblock，theA12O3grindingblockwasmoresuitableforprocessingtitaniumalloy．ConclusionFiniteelementsimulationcouldbeusedtoinvestigatethedistributionruleoftheTialloymaterialresidualstressfield，andtoguidetheoptimizationofth

6、etechnologicalparametersoftitaniumalloyprocessing．ThecrashsimulationverifiedthatA12O3grindingblockwasmoresuitableforcentrifugalrollfinishingofTialloymateria1．KEYWORDS：centrifugalbarrelfinishing；finiteelementsimulation；compressiveresidualstress表面滚磨光整加工技术是指磨块在盛有零件和加工介质的滚筒中以复杂的运动方式对零件表面进收稿日期：2014-05-

7、08：修订日期：2014-08—18Received：2014-05-08；Revised：2014-08—18基金项目：国家自然科学基金主任基金(51345010)；高等学校博士学科点专项科研基金课题(20131402110002)Fund：SupportedbytheDirectorFoundationofNationalNatureScienceFoundation(51345010)andtheSpecializ