孟龙晖博士答辩公告

教学动态

发布时间:2017-04-13浏览次数:1731作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：孟龙晖

指导教师：何宁教授

论文题目：Ti6Al4V钛合金切削加工表面残余应力的研究

答辩委员会：

答辩时间：2017年4月14日9:00-12:00

地点：南航明故宫校区15#B327

学位论文简介：

本文从理论推导、实际实验以及物理仿真等几个方面，对Ti6Al4V钛合金切削加工表面残余应力进行了较为深入的研究。主要研究工作包括：

（1）基于应变测量的内壁切削残余应力测量和基于FEM修正的外壁切削残余应力测量，在此基础上通过实际实验分析了各切削参数对于表面残余应力分布的影响，通过真空退火处理，分析了相应的热处理对表面残余应力的影响。

（2）提出了基于零件挠度变化和应变变化的表面残余应力未达到平衡状态下的分布的测量，去除零件刚度的影响以正确评估相应的表面残余应力的分布情况，文章基于腐蚀剥层和反推法测量了相应的残余应力在平衡状态前的分布。

（3）提出了基于应变测量的等效残余应力及其作用层深度的测量方法。相应的实验表明，该方法在大幅度减少测量步骤和工作量的同时，对不同刚度的零件的变形预测有较高的精度。

（4）基于二维正交切削模型研究了切削参数和刀具几何参数对于表面残余应力的影响，最终结果表明，正交切削模型结合正交压痕模型的仿真结果能够较好地分析三维切削加工所引起的表面残余应力并分析各切削参数的影响。

（5）采用纳米压痕法研究了Ti6Al4V钛合金室温下的蠕变应力指数，另外，以被铣削加工件为研究对象，研究了相应的表面残余应力在不同温度下引起的零件的蠕变变形随时间的变化的关系，为进一步评估不同温度下表面残余应力所引起的零件的蠕变变形提供了相应的依据。

论文主要创新点:

（1）提出了基于挠度变化以及基于应变变化的薄板表面残余应力测量方法，可获得残余应力在未达到平衡状态下的分布，由此消除薄板刚度的影响。

（2）提出了对加工面背面的材料进行相应的剥层并测量加工面应变变化的测量方法，大大降低残余应力深度分布的测量工作量，根据最终得到的结果可以对不同刚度的零件的变形进行准确预测。

（3）将正交切削和正交压痕两种正交仿真进行结合，对三维切削加工表面残余应力进行仿真，弥补了二维正交切削仿真相应的局限性，可同时考察切削参数、刀具几何参数以及刀具磨损量对最终结果影响，提高了仿真效率。

（4）有限元分析中的“生死单元”技术计算X射线法的修正系数，提出基于FEM的X射线应力测量的修正方法，并基于此对X射线法每次剥层后测得的残余应力值进行相应的修正。可降低修正方法的复杂性，提高X射线应力测量精度。