超聲振動切削鋁合金表面殘余應力的有限元仿真
許東輝; 郭強; 張鴻斌; 張明陽 河南理工大學機械與動力工程學院; 河南焦作454000
關鍵詞：殘余應力 abaqus 正交切削 超聲振動
摘要：針對航空鋁合金結構件加工的表面質量問題,利用有限元軟件ABAQUS建立了基于Johnson-Cook本構的鋁合金7050-T7451二維正交熱力耦合模型。在相同的切削參數下,比較了傳統切削、橫向(即切削方向)振動切削和縱向(即軸向)振動切削加工的表面層殘余應力,并研究了超聲振動切削參數、振動頻率、振動幅值下,對殘余應力的影響規律;通過引用相關文獻殘余應力的實驗數據,驗證了仿真模型的正確性。研究結果表明:3種切削方式的表面殘余應力均為壓應力,沿深度方向向殘余拉應力過渡,并且振動切削可以明顯提高工件表面的殘余壓應力;表面殘余壓應力隨切削速度和切深的提高而減小,表面殘余壓應力隨著振幅或頻率的增大而逐漸增大。
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