Поляризационно-оптическая и математическая модели напряженного состояния в прирезцовой области стружки

• Автор: Маитра Суканта
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Физика процесса резания

1.2 Нагрузки на переднюю и заднюю поверхности режущего клина

1.3 Экспериментальные методы исследования зоны стружкообразо-вания (ЗСО)

1.3.1. Металлографический метод

1.3.2. Метод измерения микротвердости

] .3.3. Метод координатных сеток

1.3.4. Определение деформаций по усадке стружки

1.3.5. Поляризационно-оптический метод

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЙ
2.1 Анализ возможностей исследования проблем стружкообразования на поляризационно-оптических моделях
2.2. Выбор параметров модели и нагружающего устройства
2.3. Конструктивная схема экспериментальной установки
2.4. Тарировка нагружающего устройства и оптически-активно го материала модели
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРИРЕЗЦОВОЙ ОБЛАСТИ СТРУЖКИ

3.1. Исследование напряжений вблизи границы углового
выреза в полубесконечном изотропном пространстве
3.2. Анализ влияния толщины стружки на поле изохром
в зоне стружкообразования
Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРЕЗЦОВОЙ
ЗОНЫ СТРУЖКИ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Формирование математической модели
4.1.1. Нормальная нагрузка на передней грани режущего клина
4.1.2. Тангенциальная нагрузка на передней грани режущего клина
4.1.3. Моделировние формы стружки путем создания свободных от напряжений поверхностей
4.1.4. Непосредственное численное решение модели
4.1.5. Сравнительный анализ разработанного модельного и классического расчетов напряжений на
примере модели простой формы
4.2. Компьютерные эксперименты на математической модели
4.2.1. Планирование и организация компьютерных экспериментов
4.2.2. Обнуляющие поверхностные давления на сформи-рованнных вырезанием свободных поверхностях стружки и заготовки
4.2.3. Расчетное напряженное состояние в прирезцовой области стружки
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Преобладающая часть технологических процессов в машиностроительном производстве основана на операциях резания.
Стружкообразование является сложным объектом изучения - малые габариты прирезцовой зоны стружки и подрезцовой части обработанной поверхности, структурная неоднородность материала, неравномерное объемное напряженно-деформированное состояние, многофакторная зависимость выходных параметров от элементов режимов резания, тепловые, электрохимические и электрофизические явления и т.д. Следует также добавить и невысокую разрешающую способность многих экспериментальных методов исследования.
Несмотря на огромную библиографию вопроса, многие теоретические и практические проблемы не нашли еще однозначного решения.
Современные компьютеры, обладающие высоким быстродействием и большой оперативной памятью, могут явиться базой, позволяющей на рабочем места технолога оперативно решать вопросы по выбору параметров стружкооб-разования с целью оптимизации процесса резания. Актуальным направлением исследований представляется разработка математических моделей и их программного обеспечения, в том числе и для анализа напряжений и деформаций в прирезцовой области стружки, так как именно здесь возникают наиболее интенсивные процессы, определяющие силовые и тепловые взаимодействия, сказывающиеся, в конечном итоге, на стойкости инструмента, точности обработки, качестве обработанной поверхности и т.д.
Однако разрабатываемые математические и физические модели стружко-образования не всегда имеют точно очерченную область применения и четко

Рис.2.3.
ной стороны, возникновения вблизи вклеенных штифтов напряжений, выходящих за пределы пропорциональности материала модели (см. раздел 2.1.), а с другой - возможность так называемого депланирования, то есть нарушения плоскостности модели из-за деформаций вследствие потери устойчивости.
Из этих двух ограничений наиболее критично первое, поскольку возможные очаги пластичности могут безвозвратно испортить модель, а на другой модели уже не столь точно можно производить сравнительные эксперименты. Что касается депланирования, то рассчитать условия его возникновения для фигурной модели достаточно сложно, но в случае его возникновения можно попробовать ужесточить модель двумя боковыми прозрачными пластинами. Поэтому максимально допустимое усилие выбиралось из условия: [81]
(2.16)
жЛ-г
где: Р - модуль векторной суммы тангециальной и нормальной сосредоточенной нагрузки на первом от углового выреза штифте,
1 - толщина модели,
Фотография модели с коэффициентом усадки стружки, равным двум.