导读:本文包含了纳米切削加工论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:单晶γ-TiAl合金,分子动力学,纳米切削,切削力
纳米切削加工论文文献综述
乔海洋[1]（2019）在《加工参数对单晶γ-TiAl合金纳米切削影响的研究》一文中研究指出γ-TiAl合金具有低密度、高弹性模量、高温强度以及良好的阻燃性能等优点使其在航空航天、涡轮机的叶片、汽车行业等领域有较大的发展潜力。但γ-TiAl合金具有室温脆性和难变形加工性,为了改善其加工性能,需要从本质上研究其加工机理,这就必须从原子尺度进行分析。纳米加工技术是通过纳米级材料的去除揭示金属材料加工机理的有效手段。而纳米切削试验不能对整个切削过程和微观组织的演化进行动态观察。分子动力学方法不仅能够捕捉单个原子的轨迹、能量和位置等信息还能对整个切削过程中微观组织的演化进行全方位的观察。因此,本文以单晶γ-TiAl合金为研究对象,利用分子动力学模拟方法,研究不同切削参数下材料的变形机理、微观缺陷演化及其对力学性能的影响等。具体研究工作包括如下几个方面:(1)利用分子动力学方法建立了单晶γ-TiAl纳米切削模型,详细的阐述了切削过程中材料去除和变形,采用CNA缺陷识别技术精确的研究了亚表面缺陷和晶体结构转变规律,综合讨论了切削力和微观缺陷之间的关系,另外,又对工件中温度变化和位错演化做了较系统的解释。(2)对比研究了不同切削参数(切削深度、切削速度和切削晶向)下的晶体结构转变数量规律,分析了不同切削参数下切削力、摩擦系数、亚表面缺陷、已加工表面质量变化规律,得到了当切削深度较小时亚表面缺陷遗留较少,已加工表面质量较好;当切削速度为200m/s时亚表面缺陷长度和深度较大,位错之间的反应较多;当切削晶向沿着]011[时工件内部产生了“V”-位错环,而切削晶向沿着]001[时工件内部产生了层错四面体。此外,解释了不同切削参数对牛顿层平均温度和位错演化分布等影响。(3)在不同切削深度加工完成后又建立了拉伸力学模型,分析了切削前后的晶体结构转变规律,探讨了不同切削深度对单晶γ-TiAl合金拉伸阶段的弹性模量、应力-应变、位错的形核位置和工件的断口形貌等规律,得到了切削前后的晶体结构转变规律相反,在一定切削深度下工件的弹性模量和极限应力会相应的提高。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-03-18）
尹艳厂[2]（2018）在《单晶硅纳米切削中微结构演变及加工表面完整性的研究》一文中研究指出单晶硅由于其优良的特性广泛的应用于航空航天、半导体等行业。然而对于单晶硅这类脆性材料来说,随着加工过程中切削尺度的变化材料会出现脆性和塑性两种去除模式。脆性材料的这种切削特性与微结构演变息息相关,同时微结构的演变不仅会造成加工去除模式不同,还会影响加工后工件的表面完整性。因此,本文从微结构演变角度入手,采用分子动力学仿真方法,探究在塑性和脆性这两种去除模式下,微结构演变过程和微结构演变对加工表面完整性的影响。首先,为了直观的观察微结构演变过程,本文着重介绍了目前常用的微结构识别方法。通过对比分析不同微结构识别方法的优缺点,最终选取了原子序数法、能量法和位错提取法这叁种方法来研究纳米切削过程中的微结构演变。其次,详细分析了单晶硅塑性去除过程中微结构分布和微结构演变过程,并通过分析变质层深度以及表面粗糙度的变化来反映微结构演变对已加工表面完整性的影响,并进行了实验验证。通过原子瞬态图和工件势能变化这两方面分析了塑性去除模式下切屑的形成以及加工表面的形成过程,从而选定微结构演变研究区域。采用原子序数法,着重分析了纳米切削过程中选定区域的微结构分布以及微结构演变过程,揭示了工件变质层微结构演变规律。同时,通过对不同切削深度和切削速度时工件微结构分布及微结构演变的研究,说明了切削参数对微结构分布及微结构演变的影响规律。最后,对单晶硅脆性去除过程中微结构分布和微结构演变进行了详细的阐述,并通过变质层深度以及表面粗糙度对已加工表面完整性进行了分析。从纳米切削过程中原子瞬态图以及势能变化两方面对脆性去除过程进行了分析,并与宏观脆性去除过程进行了对比验证,说明了此条件下的纳米切削过程确实是在进行脆性去除。同时对纳米切削过程中相变和位错这两种微结构的演变过程进行了分析,得出位错的形核与增殖是造成单晶硅脆性去除的一大因素。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
赵晓萌,高重阳[3]（2016）在《轻质金属基纳米复合材料高速切削加工有限元模拟与多因素分析》一文中研究指出颗粒增强的轻质金属基航空复合材料的高速切削过程,是一个多学科交叉的、热机耦合的复杂动态问题,涉及高度非线性弹塑性大变形、高温、高应变率、断裂失效、颗粒的剧烈碰撞和摩擦等一系列现象,而有限元数值模拟已成为研究复合材料切削过程规律的重要手段。基于ABAQUS/Explicit有限元工具,针对金属基纳米复合材料(MMNCs)建立了二维正交切削微观非均质模型,包括各组分的本构模型、断裂模型、摩擦模型、网格划分等方面的研究,尤其是基于ABAQUS平台中的Python语言编制了二次开发程序,实现了模型中纳米颗粒的随机分布与团簇(cluster)现象,解决了纳米颗粒数量众多带来的建模困难问题。接着,对MMNCs的高速切削过程进行了多因素分析,综合研究了各参数及其耦合作用对关键加工响应量的影响关系。这一数值仿真分析工作对新型先进航空复合材料高速切削加工机理与工艺优化设计提供了必要的技术基础,对其工业应用具有重要的工程指导意义。(本文来源于《力学与工程应用（第十六卷）》期刊2016-08-06）
王全龙[4]（2016）在《晶体铜纳米切削加工亚表层晶体结构及缺陷演变机理研究》一文中研究指出纳米加工技术是实现纳米级表层材料去除及获得纳米级精度加工表面的加工技术,其所能达到的尺寸及表面形貌精度已经成为衡量国家制造业发展水平的重要标志之一,为计算机、电子信息、航空航天和国防等技术的发展提供支持和保障。然而,纳米加工技术的进一步发展受到加工理论、加工工艺及测量技术等的制约,特别是缺乏对纳米加工中材料亚表层晶体结构及缺陷演变机理的研究。亚表层缺陷的形成及演变对纳米加工中材料去除及表层形成的过程有显着影响,深入研究纳米加工中材料亚表层缺陷形成及演化过程、探讨材料亚表层的晶体结构变化对提高纳米加工精度、改善加工表面质量及表面完整性具有重要意义。目前国内外普遍采用分子动力学仿真方法进行纳米切削加工机理的相关研究,取得了丰硕的研究成果。然而目前多集中在对真空条件下单晶材料纳米切削加工过程的研究,而对于贴近实际情况的多晶材料及介质环境下的纳米切削加工研究较少。本文针对纳米晶体材料及介质条件下的纳米切削加工过程,采用分子动力学仿真方法,辅以材料力学、热力学、统计物理学和晶体学等基础理论,分别对单晶铜、多晶铜及介质条件下晶体纳米切削过程进行了仿真研究,并对纳米切削加工机理、亚表层晶体结构及缺陷演变机理进行了深入探讨。本文分别建立了真空及水介质条件中单晶铜、多晶铜的纳米切削模型及水介质中单晶铜的纳米压痕模型。通过编写球谐函数计算程序及计算球谐函数基础数据值,完善了球谐函数分析方法,并结合晶体缺陷识别技术及晶体位错运动理论,对分子动力学仿真结果进行数值分析,实现了对纳米切削中亚表层晶体结构及材料缺陷的有效辨识,为开展材料亚表层晶体结构及缺陷演变机理的研究奠定基础。依据位错理论、摩擦磨损、晶体学及纳米力学等相关理论,对单晶铜纳米切削过程开展了分子动力学仿真研究。首先,通过深入分析纳米切削中材料去除及表层形成过程,探讨了单晶铜纳米切削机理。然后,基于对切削过程中位错形核演化及工件应力分布的深入解析,揭示了应力诱导位错形核及演化机制。在此基础上,对切削过程中工件亚表层的变形机理进行了研究,揭示了工件亚表层晶体缺陷、残余应力及其晶体结构的演变规律。最后,通过对不同切削深度和切削速度时工件亚表层深度及晶体结构变化的研究,揭示了切削参数对亚表面变质层深度及晶体结构变化的影响规律。基于对多晶铜纳米切削中原子迁移及材料晶体结构演变的研究,探讨了多晶铜纳米切削机理。首先,通过研究多晶铜纳米切削过程中工件材料变形及切削力的变化,并基于分析多晶铜的原子迁移及位错缺陷演化,研究了多晶铜的纳米切削机理。其次,采用球谐函数法研究了多晶铜工件亚表面变质层的晶体结构变化,揭示了切削参数、晶粒参数对亚表层晶体结构变化的影响规律。最后,基于对多晶铜亚表层位错缺陷演化过程的研究,揭示了亚表层中“晶界-位错”的相互转化机制,丰富了多晶材料变形及其纳米切削机理的内涵。利用所建立的水介质中的纳米切削模型及纳米压痕模型,研究了水介质对晶体铜纳米切削加工过程的影响。首先,详细探讨了纳米压痕中水介质条件对材料变形、位错形核及缺陷演化的影响规律。然后,研究了水介质对单晶铜纳米切削机理、切削力变化、工件温度分布、亚表层缺陷分布及晶体结构演变的影响,详细分析了单晶铜亚表层形成的“类晶界”及“类晶粒”结构及其对工件表面变质层的影响。最后,探讨了水介质条件对多晶纳米切削过程的影响规律,并深入研究了水介质中多晶铜亚表层缺陷及其晶体结构变化。通过本项研究工作的开展,揭示了纳米晶体材料亚表层的晶体结构及缺陷演变机理,为优化纳米切削加工工艺、提高纳米切削加工精度及获得较高变质层质量的加工表面提供重要的理论指导意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-03-01）
杨晓京,李勇,谷汉卿,张卫星[5]（2015）在《微纳米尺度单晶锗表面切削加工特性》一文中研究指出利用纳米压痕仪和原子力显微镜对微纳米尺度下单晶锗表面在不同刻划速度和载荷下的切削特性进行试验研究。结果表明,在定载荷的条件下,刻划速度越大,沟槽两侧切屑堆积体积越大,沟槽的深度也逐渐增大。切削力随着刻划速度的增加而增加,同时还发现,刻划速度越大,切削力越趋于稳定,波动越小。在较低载荷刻划下,单晶锗表面划痕细小,深度较浅且不明显。随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大。沟槽两侧及探针前端有明显的切屑堆积,切削力及切削深度随载荷增大而增大,但并非呈线性增长。(本文来源于《有色金属工程》期刊2015年04期）
谢富华,郭晓云,陈家轩,魏天路[6]（2014）在《基于不同加工表面的多刀具纳米切削过程研究》一文中研究指出文章运用分子动力学模拟技术建立不同加工表面的多刀具纳米切削铜模型。通过分析切削过程中瞬间原子图像、切削力、能量、粗糙度,发现当同时加工两不同表面时,与单独加工某一表面相比,刀具之间的干涉程度更强,两表面的原子会相互影响使得周围表面受到大幅度变形,去除的原子数越多,材料的去除效率更高。当在一定范围内增大刀具之间的距离进行切削时,刀具之间的互相干涉会减弱,变形层的原子数增多,加工表面的粗糙度会增大。(本文来源于《江苏科技信息》期刊2014年16期）
郭永博,梁迎春[7]（2014）在《晶体材料纳米切削加工机理的研究》一文中研究指出纳米加工技术已成为国家科学技术发展水平的重要标志,国防战略发展和纳米级高精度、高质量、低损伤尖端产品的迫切需求,促进了纳米加工技术的快速发展。在纳米尺度,理解材料的变形、去除机理对于加工高质量的微纳器件至关重要,多晶材料作为制造微纳器件的主体,具有晶粒尺寸较小、大比例晶界和缺陷结构极少的特征,但目前对于多晶材料的去除机理仍缺乏研究基础和理论依据。纳米加工实验由于研究对象尺寸达到纳米量级,存在加工过程中材料的组织结构变化及缺陷演化难以动态观测和控制,可重复性差等问题,使之难以获得满意结果。从而科学计算和计算机仿真技术成为研究纳米加工(本文来源于《机械工程学报》期刊2014年05期）
解令令[8]（2012）在《基于分子动力学的多晶硅纳米切削加工机理研究》一文中研究指出在多晶硅的纳米加工中，由于材料的去除量为纳米量级甚至原子量级，并且晶粒内部存在多种缺陷。因此，材料的去除过程本质上是离散的过程。多晶硅纳米加工过程中的加工机理与宏观机械加工过程中的加工机理存在显着差异，以连续介质力学为基础的宏观切削理论已经不再完全适用于纳米加工。因此，探索与研究多晶硅纳米加工机理成为提高其纳米机械加工质量的重要课题。首先，本文运用力学理论，建立微纳米尺度下多晶硅材料纳米切削过程的理论模型，并提出了可用于多晶硅纳米级加工过程研究的分子动力学仿真方法，在此基础上开发了仿真程序。其次，基于分子动力学方法建立了微纳米尺度下多晶硅材料的分子动力学模型，使多种典型缺陷合理分布于多晶硅模型中，并对建立的仿真模型进行了弛豫，得到弛豫过程中系统势能变化曲线及弛豫后的原子位置图。再次，依托开发的仿真程序进行纳米切削过程的分子动力学仿真，得到瞬间原子位置图像，并绘制切削力曲线。探讨了典型缺陷对多晶硅纳米切削过程的影响，主要包括对切削过程中的切削力变化、势能变化、温度变化、变质层厚度以及已加工表面质量等的影响。最后，通过适当改变切削速度、切削厚度、刀具前角等切削参数分别进行仿真计算，对得到的仿真结果进行对比研究，分析各个切削参数对切削过程中工件表层形貌结构、切削力、系统势能、工件温度及已加工表面质量的影响规律，在此基础上对多晶硅纳米切削机理进行了探讨和总结。(本文来源于《沈阳航空航天大学》期刊2012-12-05）
肖高博[9]（2011）在《氟化钙晶体纳米切削加工多尺度仿真研究》一文中研究指出氟化钙晶体是一种光学性能十分优良的材料,在民用领域是制作深紫外激光光刻系统镜头最理想的材料,在军事领域是制造叁光合一光电探测系统和深紫外强激光武器光学元件的理想材料。传统的机械抛光工艺容易在氟化钙晶体表面嵌入颗粒等杂质而使得其激光损伤阈值降低。因而氟化钙晶体的单点金刚石切削加工引起了人们的广泛兴趣。本文依照串行多尺度耦合的思想,研究了氟化钙晶体的纳米切削加工过程。首先使用分子动力学模拟研究了氟化钙晶体纳米切削加工过程中切屑形成的机理;然后用分子动力学计算了氟化钙晶体在高应变率下的力学特性,并结合文献中低应变率下的应力应变关系进行拟合,得到了氟化钙晶体的应变率相关本构关系;再利用该本构关系进行氟化钙晶体塑性域切削加工有限元仿真,研究了加工参数对其切削加工过程的影响;最后进行氟化钙晶体飞刀车削加工实验,分析了切削速度对其加工表面粗糙度的影响。分子动力学模拟表明切削方向与主滑移系{100}<011>之间的位置关系对切屑形成的机理有重要影响。当两者取向有利于晶体沿滑移系发生滑移时,沿滑移系滑移变形成为切屑形成的主要机理;反之则主要依靠使得材料发生非晶化相变并在非晶化区域发生剪切滑移来形成切屑。负前角增加会促进非晶化相变,并使得材料倾向于向刀具两侧流出。在(111)<112_>晶向进行切削时,-20°的前角最有利于晶体材料沿滑移系发生滑移,这与实验报道的-20°前角最有利于(111)晶面的切削加工一致。有限元仿真表明刀具的负前角和刃口半径增大有助于减小切削区域的拉应力,但是会抑制工件材料向上表面流出形成切屑,并对工件材料产生向前下方的挤压作用,从而使得主切削力随着负前角和刃口半径的增大而先增加再减小。随着切削厚度增加,拉应力增加到一定程度后趋于稳定。切削厚度减小时,单位切削厚度的切削力会显着增加,表现出明显的尺度效应。在仿真所采用的切削速度范围内,切削力随着切削速度的增加而缓慢增加,与实验报道基本吻合。仿真结果中拉应力受切削速度的影响较小;而飞刀车削实验的结果表明,在实验所采用的切削速度范围内切削速度对氟化钙晶体加工表面粗糙度的影响较小,在一定程度上证明了仿真结果的正确性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2011-06-01）
刘旭,王树林,王进,黄俊[10]（2010）在《切削加工产生纳米材料过程中的剪切应变分析》一文中研究指出切削加工是获取纳米材料的一种新的工艺方法,几乎适用于任何金属或合金材料。在通过切削获取纳米材料的过程中,剪切应变起了至关重要的作用。本文探讨了剪切应变对材料晶粒组织(尺寸)的影响,影响剪切应变的主要因素以及剪切应变的确定方法。研究表明,剪切应变越小,晶粒尺寸越大;剪切应变越大,则晶粒尺寸越小;剪切应变随刀具前角的增大而减小,因此,较小的刀具前角能增大剪应变值,有利于减小晶粒尺寸,进而形成纳米晶体组织。(本文来源于《工具技术》期刊2010年09期）
纳米切削加工论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
单晶硅由于其优良的特性广泛的应用于航空航天、半导体等行业。然而对于单晶硅这类脆性材料来说,随着加工过程中切削尺度的变化材料会出现脆性和塑性两种去除模式。脆性材料的这种切削特性与微结构演变息息相关,同时微结构的演变不仅会造成加工去除模式不同,还会影响加工后工件的表面完整性。因此,本文从微结构演变角度入手,采用分子动力学仿真方法,探究在塑性和脆性这两种去除模式下,微结构演变过程和微结构演变对加工表面完整性的影响。首先,为了直观的观察微结构演变过程,本文着重介绍了目前常用的微结构识别方法。通过对比分析不同微结构识别方法的优缺点,最终选取了原子序数法、能量法和位错提取法这叁种方法来研究纳米切削过程中的微结构演变。其次,详细分析了单晶硅塑性去除过程中微结构分布和微结构演变过程,并通过分析变质层深度以及表面粗糙度的变化来反映微结构演变对已加工表面完整性的影响,并进行了实验验证。通过原子瞬态图和工件势能变化这两方面分析了塑性去除模式下切屑的形成以及加工表面的形成过程,从而选定微结构演变研究区域。采用原子序数法,着重分析了纳米切削过程中选定区域的微结构分布以及微结构演变过程,揭示了工件变质层微结构演变规律。同时,通过对不同切削深度和切削速度时工件微结构分布及微结构演变的研究,说明了切削参数对微结构分布及微结构演变的影响规律。最后,对单晶硅脆性去除过程中微结构分布和微结构演变进行了详细的阐述,并通过变质层深度以及表面粗糙度对已加工表面完整性进行了分析。从纳米切削过程中原子瞬态图以及势能变化两方面对脆性去除过程进行了分析,并与宏观脆性去除过程进行了对比验证,说明了此条件下的纳米切削过程确实是在进行脆性去除。同时对纳米切削过程中相变和位错这两种微结构的演变过程进行了分析,得出位错的形核与增殖是造成单晶硅脆性去除的一大因素。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米切削加工论文参考文献
[1].乔海洋.加工参数对单晶γ-TiAl合金纳米切削影响的研究[D].兰州理工大学.2019
[2].尹艳厂.单晶硅纳米切削中微结构演变及加工表面完整性的研究[D].燕山大学.2018
[3].赵晓萌,高重阳.轻质金属基纳米复合材料高速切削加工有限元模拟与多因素分析[C].力学与工程应用（第十六卷）.2016
[4].王全龙.晶体铜纳米切削加工亚表层晶体结构及缺陷演变机理研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[5].杨晓京,李勇,谷汉卿,张卫星.微纳米尺度单晶锗表面切削加工特性[J].有色金属工程.2015
[6].谢富华,郭晓云,陈家轩,魏天路.基于不同加工表面的多刀具纳米切削过程研究[J].江苏科技信息.2014
[7].郭永博,梁迎春.晶体材料纳米切削加工机理的研究[J].机械工程学报.2014
[8].解令令.基于分子动力学的多晶硅纳米切削加工机理研究[D].沈阳航空航天大学.2012
[9].肖高博.氟化钙晶体纳米切削加工多尺度仿真研究[D].哈尔滨工业大学.2011
[10].刘旭,王树林,王进,黄俊.切削加工产生纳米材料过程中的剪切应变分析[J].工具技术.2010
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