高速干硬切削表面变质层微结构形成机理及有限元-元胞自动机耦合模拟与预测研究

项目名称： 高速干硬切削表面变质层微结构形成机理及有限元-元胞自动机耦合模拟与预测研究

项目编号： No.51375072

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 段春争

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目针对高速干硬切削表面变质层形成的微观机理和预测问题，采用高速切削实验、微观观察与分析、理论建模及计算机仿真模拟相结合的方法，分析和研究表面和亚表面变质层内部的精细组织结构，澄清变质层的微结构本质，揭示变质层的微观形成机理，发现工件材料性质和切削参数对变质层微结构及其形成机理演变的影响规律；建立基于不同形成机理的高速干硬切削表面变质层厚度的热-力耦合预测模型；采用有限元和元胞自动机（CA）耦合方法对高速干硬切削表面变质层形成过程中相变和动态再结晶微观组织演变过程进行模拟和预测，通过对切削过程进行多物理场多尺度耦合模拟，探明不同切削条件下工件材料表面温度场、应力应变场、微观组织演变之间的相互作用和影响关系，提出变质层微结构形成过程的微观演化模型。 此项研究可以为高速切削加工生产实践中合理地选择加工参数、控制变质层的形成和改善工件表面质量、优化高速切削过程提供理论依据。

中文关键词： 高速干硬切削；表面变质层；微结构；有限元；元胞自动机

英文摘要： This project aims at researching the microcosmic mechanism and prediction of the formation of surface change layer in high speed dry-hard cutting, combining the high speed cutting experiment, the microstructural observation and analysis, the microscopic t

英文关键词： High speed dry-hard turning；Surface modified layer；Microstructure；Finite Element；Cellular Automation