基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用

基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用

邱信明[1]2001年在《基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用》文中认为在经典塑性理论中不包含长度尺度,因此无法解释实验中的尺寸效应现象:而工程中迫切需要解决的微米和亚微米量级的设计、制造问题;以及为韧性材料中的解理断裂现象提供一种合理的解释,都需要发展应变梯度理论。本文针对基于细观机制的应变梯度塑性理论进行了一系列研究,主要取得了以下成果: 1.推导了MSG塑性流动理论的本构方程,其中考虑了摩擦应力的影响。 2.发展MSG流动理论的有限元方法,并模拟了微压痕实验和静止裂纹问题。MSG流动和形变理论都与微压痕实验符合得很好;压痕硬度平方和深度倒数之间近似成线性关系。MSG理论预测的裂尖应力明显高于HRR场;其应力奇异性不仅高于HRR场,而且还达到或超过弹性场-1/2奇异性;幂硬化指数不影响应力奇异性;MSG塑性理论的主控区很小,且对外加应力强度因子不敏感。 3.利用MSG流动理论研究定常扩展的平面应变Ⅰ型裂纹。计算表明,在裂尖附近应变梯度明显的区域内,裂尖分离应力可达到相当高的水平。MSG理论控制区内奇异性很高,甚至超过弹性场奇异性,且幂硬化指数不影响奇异性。将MSG流动理论和EPZ模型相结合,分析定常扩展裂纹的断裂韧性表明,断裂韧性与界面最大分离应力和材料特征尺度相关。因而MSG塑性理论可以为韧性材料的解理断裂现象提供一种有效的解释。 4.推广MSG塑性形变理论,考虑了Taylor模型中摩擦应力的影响。纯弯、扭转和孔洞长大问题的研究表明,应变梯度和摩擦应力之间的相互作用很弱。分析bcc材料钨的微压痕实验得知:摩擦应力显着提高压痕硬度;压痕硬度平方与深度倒数之间的线性关系仍近似成立,但直线的斜率受摩擦应力影响很大。 5.研究了韧性材料孔洞长大问题中的应变梯度效应。对理想刚塑性和幂硬化材料,得到孔洞长大率和远场外加静水应力的关系。发现应变梯度效应可以降低微孔洞的长大速率。

张东明[2]2004年在《岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究》文中提出岩石的局部化变形是岩土材料失稳的一个重要特征,是材料破坏的先兆,岩石中的局部化变形直接导致了加载过程中岩石整体强度的降低,使岩体工程的承载力下降。所以研究和预测局部化变形带的起动、演化发展及剪切带形成规律对于研究岩石材料失稳破坏具有非常重要的意义。本文应用理论研究、实验研究和数值分析相结合的方法,对软岩的局部化起动、演化、形成宏观剪切带及失稳破坏进行了深入系统的研究,得到了一些有益的研究成果: (1) 通过重庆红色泥砂岩单向、叁向受压状态下的实验研究,分析了软岩的损伤演化规律及裂纹扩展的非线性分形特征。在此基础上结合岩石强度概率分布假设,采用重正化群模型对岩石失稳破坏过程中的临界现象进行了研究,得到了岩石材料失稳破坏的理论临界点。通过实验数据与重正化群模型计算结果的对比,证明了重正化破坏模型能准确地模拟岩石的失稳破坏,并能有效地推测出破坏的临界点,建立判断岩石稳定状态的判据。 (2) 基于岩石变形局部化与失稳破坏过程中的自组织临界特征,采用“沙堆元胞自动机”模型,从新的角度对岩石变形过程中的裂纹扩展、损伤演化以及能量释放等细观尺度上的自组织临界行为进行了研究。 (3) 自行研制了平面应变加载系统,首次研究了重庆红色泥砂岩在平面应变加载条件下的变形局部化行为及失稳破坏机理。对平面应变加载过程中的弹性波速变化特征进行了研究,跟踪了岩石变形局部化的演化全过程,并根据弹性波测试结果得到了软岩变形局部化的起动点和失稳破坏的临界点。同时,还研究了平面应变条件下,加载速率、含水量及坡角的变化对软岩变形局部化发生和发展的影响规律。 (4) 采用先进的激光数字散斑光测方法,对泥砂岩和泥岩两种软岩试件进行变形局部化对比实验研究。研究了单轴压缩状态下,加载速率对软岩变形局部化的影响。经过一系列散斑干涉的相关分析,实时、定量地跟踪和测定了软岩变形局部化的变化规律,首次观测到了泥砂岩和泥岩变形局部化带的“转动”全过程,并确定了局部化起动的时刻,定量地测定了局部化带的宽度及局部化带内的变形速度。 (5) 基于岩石的弹塑性本构关系,采用滑块—弹簧组合系统研究了岩石剪切带形成的力学模型,并得出了该力学模型控制的变形局部化起动条件。 (6) 基于材料失稳破坏的分叉理论,对软岩变形局部化进行理论研究,以确定软岩变形局部化起动条件以及局部化方位角等理论模型。对弹塑性材料变形局重庆大学博士学位论文部化进行分叉分析。根据Maxwell不相容条件,对岩石在平面应变和平面应力状态下的局部化准则进行了理论分析。 (7)基于材料变形破坏的梯度塑性理论,对岩石变形局部化带的理论宽度进行了分析,并根据实验数据得到了泥砂岩的内部长度以及单轴压缩和平面应变状态下局部化带的宽度。 (8)基于岩石微元的强度分布函数满足威布尔分布的假设,采用RFPAZD对岩石单轴受压、等围压叁轴、平面应力以及平面应变几种状态下的局部化剪切带形成过程和失稳破坏进行了数值分析。

侯佳琳[3]2012年在《介质破坏的梯度损伤理论及其数值模拟研究》文中指出在处理介质的损伤-破坏问题时,现有的经典连续介质损伤理论(CDM)认为材料中某一点的应力只取决于这一点本身的应变或者它过往的变形历史,与材料中其他点的作用无关。然而事实上,材料内部总是存在着缺陷,由CDM所假设的材料连续性在严格意义上并不能实现。所以在运用CDM理论对介质的损伤-破坏现象进行数值模拟时会出现比较明显的网格依赖性,并且无法合理解释介质破坏时的局部化现象。本文以损伤的热力学理论为基础,将应变张量、损伤变量、损伤变量的梯度作为Helmholtz自由能函数的内部状态变量。在材料的初始损伤状态附近运用本构泛函展开法对自由能函数作Taylor展开,建立损伤材料内部考虑附近点损伤梯度影响的阶梯度损伤本构方程及其损伤演化方程。从损伤梯度的角度来对介质的损伤-破坏过程进行描述。对阶梯度损伤本构方程及损伤演化方程中各项系数的取值进行了分析。当系数取值不同时,阶梯度损伤本构方程分别可以退化成线弹性应力-应变本构方程、基于应变等效假设的线弹性损伤材料的损伤本构方程、各项同性弹性损伤的损伤本构方程和考虑了损伤一阶梯度的损伤梯度本构方程。在理论分析的基础上,运用ANSYS有限元软件分别对经典损伤模型和Ι阶梯度损伤模型所表述的试样损伤-破坏过程进行了数值模拟。首先编写APDL语言提取模型静力分析的结果,在APDL中通过选用合理的损伤演化方程进行计算来得到各个节点的损伤值;然后将得到的节点损伤值进行运算来求得单元的损伤值;再将单元损伤值代入到损伤本构关系中进而修改单元的弹性模量;最后通过进行循环迭代直至满足收敛准则来实现损伤场的数值模拟。节点和单元的损伤梯度是通过对节点和单元进行有限差分考虑到材料的损伤场中。在此基础上对两种理论数值模拟的结果进行了分析:经典的连续介质损伤模型在进行数值模拟时,不同网格尺寸划分模型损伤分布的区域明显不同,随着网格划分越密,损伤分布的范围越小,网格划分依赖性现象比较明显,无法合理预测介质损伤-破坏时的局部化现象,其结果会收敛到没有意义的解;运用阶梯度损伤模型进行模拟时,在叁种不同网格尺寸的模型中,数值模拟的结果比较接近,较好地消去了经典损伤模型的网格依赖性;不同材料内部尺寸取值的阶梯度损伤模型结果显示,随着取值越来越大,损伤分布的区域也会增大,介质模型将会在较少的荷载循环次数内达到破坏。

黄泽钦[4]2018年在《基于有效应力的土体强度和变形颗粒尺度效应试验分析》文中指出土是岩石在大自然中,经过长期的风化、侵蚀、沉积等地质作用下形成的,其粒径分布从几微米至数十厘米的范围约6个尺度量,使土体具有不同尺度层次的颗粒和结构。土体力学行为涉及多个尺度层次颗粒和结构的相互作用,对跨尺度层次颗粒群集成的土体宏观力学性质产生重大影响。土颗粒界面的力学性质与内部性质完全不同,在外力作用下界面容易产生滑动与分离,引发土体内部出现不均匀的微细观间断变形,最终在宏观层面上表现出非连续性非均匀性。传统土力学是建立在土体是连续性均匀性的基础上,这不符合实际情况。如果能从根源的尺度出发,建立多尺度多层次耦合力学特征的模型去模拟土体非连续性的颗粒尺度效应,将能更接近的描述土体的受力状态。本文基于微细观机制的应变梯度理论,以粒径小于0.075mm的粘土颗粒、粒径大于0.075mm石英砂和孔隙水组合而成的胞元土体为载体,进行一系列渗透试验、直剪试验、叁轴试验,探讨土体介质基于有效应力的强度与变形的颗粒尺度效应规律,并与基于总应力下的颗粒尺度效应规律进行对比分析,最后将试验结果与土体胞元模型预测值对比,分析模型的适用性。本文的主要研究工作和取得的成果如下:(1)制备一系列不同加强颗粒体分比、加强颗粒粒径的试样进行渗透试验,发现:随着加强颗粒体分比增大,土体胞元试样的渗透特性提高;随着加强颗粒粒径增大,土体胞元试样的渗透性降低,但效果不明显。(2)制备一系列不同加强颗粒体分比、加强颗粒粒径的试样进行直剪试验(快剪试验、固结快剪试验、慢剪试验)。试验结果表明土体胞元试样都展现出强烈的颗粒尺度效应:土体胞元的抗剪强度随加强颗粒体分比增大而增大,随加强颗粒粒径的增大而小幅减小。粒径变化对土体胞元抗剪强度的影响小于体分比变化对土体胞元抗剪强度的影响。(3)直剪试验中,当加强颗粒体分比α≤0.3时,试样的粘聚力、内摩擦角都随体分比增大而增大;当体分比为0.3<α≤0.4时,粘聚力随体分比增大而减小,内摩擦角随体分比增大而增大。(4)制备一系列不同加强颗粒体分比、加强颗粒粒径的试样进行叁轴试验(UU试验、CU试验、CD试验)。不管是否考虑孔隙水压力的影响,土体介质中都存在颗粒尺度效应;随着体分比增加,试样的(有效)屈服应力逐渐增大,随着加强颗粒粒径增加,试样的(有效)屈服应力逐渐减小。叁轴试验中的(有效)粘聚力、(有效)内摩擦角的规律与直剪试验类似。(5)叁轴试验中,土体的(有效)应力-应变曲线基本表现出应变硬化的现象,体分比越大土体越早进入屈服状态。其中在体分比较大(α=0.4)时,UU试验中试样出现软化现象;CD试验中在高围压状态(P=300kPa)下,当轴向应变达15%后,试样的有效主应力差出现下降的情况。(6)分别探讨了土体胞元参数:等效应变梯度,协调微裂纹密度,内禀尺度与加强颗粒粒径、体分比的关系;将试验结果与模型强度预测值对比,结果表明土体胞元模型预测值与试验结果的相对误差值较小,证实土体胞元模型在进行分析土体多尺度耦合力学特性时的适用性。

曾远[5]2006年在《土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟》文中指出在土木工程中,土坡稳定分析是个十分重要的问题。其领域涉及公路、铁路、码头、水利工程、采矿、废渣堆场等设施的建设。由于实际土坡的受力特征和地质条件较为复杂,土坡的破坏过程和影响因素复杂多变,目前对土坡分析还不能用理论方法完全地计算其稳定性,大多数计算方法都是建立在一定的假设基础上提出和发展的,任何一种方法都是对复杂边坡工程性态的近似表征,其分析结果的可靠性取决于计算方法假设与实际情况的接近程度。 交通委员会把土坡破坏分为:倒塌、倾覆、滑动、扩展和流动五种基本类型。计算机模拟是一种重要的分析方法和手段,利用计算机模拟,可以对边坡的稳定情况作出较为准确的判断,并节省大量的人力和物力,但目前计算机模拟大多数只对边坡的滑动破坏分析的较多,而对其它几种破坏形式和机理研究相对较少。更为重要的是,边坡体作为一种复杂的地质体属于非连续介质,边坡体的不同部位其力学性质、应力状态、位移的规律等是不同的。用基于离散元理论的颗粒流(PFC~(2D))对边坡进行仿真模拟,无需假定材料的本构关系,无需假定滑裂面,直接从细观上定义颗粒之间的接触关系,其计算过程是边坡内部材料自身求得稳定状态的自然调整过程,不要求位移连续,变形协调,通过可视化直接描述边坡的倾倒、滑移、裂缝的开展过程,以及滑裂面的几何形状和位置。 土体的剪切破坏,土坡的滑动破坏均可视为局部化剪切带形成的现象,剪切带问题对研究地基承载力、边坡、挡土墙、打桩以及开挖等工程均有着重要的理论和实践意义。分析土体破坏机制要从其根本入手,即研究剪切带形成发展机制入手。本文通过引入颗粒流理论和开发颗粒流数值模拟技术,克服传统的连续介质力学模型的宏观连续性假设,对土体的应力应变关系和剪切带形成机理进行细观数值模拟,分析细观参数对宏观力学特性的影响,将土体的细观结构与宏观力学反应联系起来,建立材料细观与宏观参数的定量关系。并从细观上揭示了土体中剪切带形成的机制,使对土体工程力学特性和剪切带形成与发展等渐进破坏过程有更深入的了解和发现。 本文还采用数字摄影技术和数字图像变形量测无标点法,对土坡室内模型试验中土体的变形及破坏进行了量测,从细观上解释了土坡破坏过程中剪切带

康晓峰[6]2009年在《各向同性热解石墨切削机理研究》文中研究指明各向同性热解石墨广泛应用于航空发动机涡轮轴密封件当中。各向同性热解石墨在车削加工中易出现边缘碎裂等现象,质量无法保证,其成品率只有20%;同时加工刀具磨损严重,耐用度非常低。因此,对各向同性热解石墨高效精密切削机理的进行研究,对降低成本,提高生产效率,保证产品质量等都具有重要的理论意义与实际应用价值。纳米压痕试验是研究各向同性热解石墨脆-塑性转变的重要方法。通过纳米压痕试验表明,在小印压深度时,各向同性热解石墨材料存在脆-塑性转变。即表明了在特定条件下可以通过塑性域加工获得较好表面质量各向同性热解石墨工件。本文经过对基于晶体结构和压头形状的应变梯度理论的研究,将应变梯度理论应用于各向同性热解石墨材料中。计算出其发生脆-塑性转变时的临界切削厚度,并建立了细微观结合的各向同性热解石墨超精密切削模型,然后通过切削试验证实了上述研究结果的正确性。通过对各向同性热解石墨加工中金刚石刀具磨损机理与刀具的磨损形貌的研究,表明了磨粒磨损、粘附磨损和微蹦刃破损是其主要磨损机理。并采用了遗传算法与各向同性热解石墨加工中的刀具磨损试验数据建立了刀具磨损预测模型,对后续的应用与研究具有一定指导作用。各向同性热解石墨的切削参数进行优化。首先采用旋转试验设计方法进行试验规划,然后基于善于全局搜索的遗传基因算法建立了各向同性热解石墨表面粗糙度预测模型。应用所建立的表面粗糙度预测模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对加工表面粗糙度的影响。结果表明,进给量对表面粗糙度的影响要大于切削速度和背吃刀量对表面粗糙度的影响。

龙江[7]2016年在《Al6061板材冷轧与再结晶退火试验研究及材料微观参数对表面粗糙度演变的影响》文中认为高精度铝合金矩形管作为传输系统中微波传导的主要介质,广泛应用于航空、航天、雷达、遥测等领域。由于使用环境较为特殊,矩形管不仅在形状和尺寸精度方面有很高的要求,在内表面质量方面更有着严苛的限定,制备难度相当大。国内目前的研究进展仅能够通过冷拉拔成形制得形状和尺寸精度符合要求的矩形管,而管材的内表面粗糙度仍无法达到设计要求。所以有必要对塑性变形过程中的表面形貌演化机理进行深入剖析,以实现塑性变形工件表面质量的控制。拟采用叁维多晶体有限元计算与工艺试验相结合的方法,基于典型应变路径定量描述材料微观参数对表面形貌演变的影响。由于拉拔过程中材料受力情况复杂,不便于分析单个参数对表面粗糙度的影响,因此本文考虑从简单的变形路径入手,分析变形过程中表面粗糙度的变化规律。本文首先开展了冷轧与再结晶退火等工艺试验,得到不同条件下6061铝合金微观参数与力学性能的变化规律;然后基于晶体塑性理论和多晶体材料细观有限元分析模型,采用细观有限元分析与拉伸实验研究相结合的方法,研究了材料初始表面粗糙度、初始晶粒尺寸以及初始晶体学取向等参数对单向拉伸变形过程中表面粗糙度演变的影响。本文的主要研究工作如下:1)对6061铝合金板材进行不同冷变形量的轧制实验,研究合金轧制变形组织的变化以及轧制织构的演变规律,并分析不同冷变形量对铝板力学性能的影响。结果表明,随着冷轧变形量的增加,板材中的立方织构发生转化而减少,β纤维织构得到发展;轧制过程中合金的强度、硬度增加,而延伸率逐渐降低。2)对冷变形6061铝板进行不同加热温度和保温时间的再结晶退火处理,研究合金再结晶组织、再结晶织构以及力学性能的变化规律。研究发现,冷变形量越大,退火组织的平均晶粒尺寸越小;退火温度越高,形核率以及晶核生长速率越高,再结晶驱动力越大;随着退火时间的延长,再结晶进行得越充分,生成晶粒均匀而粗大的微观组织。退火后主要生成高强度的立方织构和旋转立方织构,与加热温度和冷变形量相比,退火时间对合金织构类型及分布的影响更为显着。此外,合金在固溶温度以下退火后强度、硬度降低,而延伸率明显增加。3)建立多晶体材料单向拉伸条件下的叁维细观有限元模型,并确定细观分析模型的尺寸。发现随着细观分析模型尺寸的增加,拉伸变形后自由表面的粗糙度先增加而后趋于稳定。小尺寸的模型在拉伸变形过程中晶粒变形不均匀,这是由模型中晶粒个数过少导致。4)文中基于单向拉伸变形,对不同初始表面粗糙度和初始晶粒尺寸的细观模型进行了数值模拟分析。结果显示,塑性变形后的表面形貌可近似地分为两个部分:一部分为非均匀变形的结果(粗化表面形貌),另一部分为均匀变形的结果(差值表面形貌)。初始表面粗糙度使自由表面的粗化率(dSq/dε)降低,晶粒间取向差和其他因素所导致的非均匀变形对表面粗糙度演变的影响随初始表面粗糙度的增大而降低。此外,沿不同方向的晶粒尺寸变化会对变形后的表面粗糙度产生不同程度的影响。5)研究了不同初始取向和织构类型对拉伸变形过程中表面粗糙度演变的影响。结果表明,与织构类型相比,晶粒间取向差或者晶体取向不均匀分布是导致塑性变形过程中表面粗糙化的更为关键的因素。6)通过单向拉伸实验研究了变形过程中表面粗糙度的变化规律。对比实验测量结果和数值模拟结果,发现两者所得的表面粗糙度的变化趋势基本一致,验证了细观分析模型和有限元模拟结果的可靠性。针对铝合金矩形管的高内表面质量要求,本文从基础实验的开展入手,比较深入地研究了材料在实验前后的微观参数及力学性能变化。然后基于实验研究,建立了多晶体材料细观有限元模型,分析了塑性变形过程中多种参数对表面粗糙度演变的影响。这些研究可为今后控制及减小铝合金矩形管在冷拉拔成形后的内表面粗糙度打下坚实的基础。

杨国平[8]2010年在《纯钛和BT20钛合金筒形件旋压织构及在热处理中的演化》文中认为筒形件旋压是典型的局部加载成形工艺,具有省力、省料、工装简单等优点,是制造大型薄壁无缝筒形件的有效方法,已广泛应用于航天、航空、兵器、舰船和机械等工业领域。由于旋压变形过程非常复杂,影响因素众多,到目前为止,大量的旋压技术研究工作仍定位于零件成形,旋压缺陷和几何精度控制等方面,零件力学性能控制方面考虑得较少。单晶体的力学性能通常具有各向异性,晶体学织构能对金属材料力学性能产生重大影响,织构也就成为控制材料力学性能的重要手段之一。织构演化存在于塑性变形和热处理两个阶段,本文拟对纯钛和BT20钛合金筒形件旋压变形织构及在后续热处理中的演化进行研究。基于晶体塑性理论的有限元模拟是研究变形织构的重要手段。考虑到纯钛低温塑性变形机制的多样性和旋压变形的复杂性,本文主要开展以位错滑移为变形机制的高温纯钛单道次旋压变形织构的晶体塑性有限元模拟和实验研究,采用实验分析法研究纯钛和BT20钛合金两种材料的多道次旋压变形织构以及在热处理中的演化规律。变形织构的数值模拟需要材料的初始织构、变形系统和工艺变形历史等信息。将实测宏观织构离散成晶粒取向后可作为初始织构。纯钛的变形系统限定为基面、柱面和锥面上的<a>滑移系统,以及一级锥面{1010}、二级锥面{1122}上的<a+c>滑移系统。建立织构模拟的多晶体模型,利用商业软件ABAQUS的用户材料子程序UMAT定义率相关的晶体塑性本构关系,通过拟合750℃时纯钛简单压缩应力应变曲线和织构得到晶体塑性本构关系的参数。采用各向同性的多晶纯钛本构关系进行筒形件旋压变形过程的有限元模拟,根据该有限元模拟结果计算物质点的变形梯度。将变形梯度随时间的变化转化为多晶体模型外表面节点位移随时间的变化,以此研究不同进给比、减薄率和初始织构等条件下的旋压变形织构。结果表明:不同进给比和减薄率的旋压筒形件内外表面均形成含有{0002}<1010>型织构和{0002}型纤维织构两种组分的{0002}型织构。大减薄率和小进给比的旋压变形能够明显增强外表面的{0002}<1010>型织构组分。筒形件多道次大变形旋压变形织构分析表明:纯钛旋压后容易在筒表面法向附近形成双峰{0002}型织构,双峰强度不对称,双峰连线偏离筒形件的环向方向,而BT20钛合金旋压后则在筒表面法向附近形成不稳定的单峰或多峰{0002}型织构,当变形量很大(本文84.8%)时形成稳定的单峰{0002}型织构。对纯钛和BT20钛合金多道次大变形旋压筒形件进行热处理,通过金相组织观察确定初级再结晶和晶粒正常长大的热处理温度和保温时间。采用电子背散衍射技术(EBSD)对热处理后晶体取向进行测量,计算基于晶体取向频率和晶体体积的极图以及两种极图的差异,分析再结晶晶核的定向形核和定向生长趋势。对比两种材料经过晶粒正常长大阶段后织构演化趋势。结果表明:定向形核是纯钛和BT20钛合金多道次大变形旋压筒形件再结晶织构的主要机制,BT20钛合金晶核定向生长趋势较纯钛的大;两种材料的再结晶织构在晶粒长大过程中弱化,而在附近取向上形成较强的新织构组分。

李雷, 谢水生[9]2005年在《度效应对微裂纹裂尖能量释放率影响的数值研究》文中认为随着现代科技的迅猛发展,大量的高科技产品日趋微型化,特别是在微机电系统(MEMS) 和微电子工业中,各种微米量级乃至亚微米量级的构件的应用越来越广泛,如传感器,致动器和金属薄膜等。对这些微尺度构件在加工和使用过程中力学行为的了解,是工程师在设计和制造这些构件时必须面对的问题,因此,对材料微细观力学行为的研究自然成为材料学界和力学界的研究热点。

叶林征, 祝锡晶, 王建青, 郭策[10]2016年在《基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真》文中研究表明为从微观研究功率超声珩磨机理,考虑了材料的尺度效应,采用基于细观机制的应变梯度塑性理论(MSG),建立了单油石磨削力模型及比磨削能模型,并对其进行了仿真分析。结果表明:考虑尺度效应时磨削力有所增大。对磨削力影响最大的参数是珩磨深度,珩磨深度低至某一阈值(约1.4μm)后,随着珩磨深度的继续减小,磨削力呈现非线性增大的趋势。当珩磨深度低于4.4μm继续降低时,比磨削能也会非线性增大。因此,材料在微尺度时变得难以切除。

参考文献:

[1]. 基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用[D]. 邱信明. 清华大学. 2001

[2]. 岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D]. 张东明. 重庆大学. 2004

[3]. 介质破坏的梯度损伤理论及其数值模拟研究[D]. 侯佳琳. 长沙理工大学. 2012

[4]. 基于有效应力的土体强度和变形颗粒尺度效应试验分析[D]. 黄泽钦. 华南理工大学. 2018

[5]. 土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D]. 曾远. 同济大学. 2006

[6]. 各向同性热解石墨切削机理研究[D]. 康晓峰. 沈阳航空工业学院. 2009

[7]. Al6061板材冷轧与再结晶退火试验研究及材料微观参数对表面粗糙度演变的影响[D]. 龙江. 重庆大学. 2016

[8]. 纯钛和BT20钛合金筒形件旋压织构及在热处理中的演化[D]. 杨国平. 哈尔滨工业大学. 2010

[9]. 度效应对微裂纹裂尖能量释放率影响的数值研究[C]. 李雷, 谢水生. 2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集. 2005

[10]. 基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真[J]. 叶林征, 祝锡晶, 王建青, 郭策. 组合机床与自动化加工技术. 2016

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