12CrNi4A材料轴向超声干磨削残余应力计算及试验研究

金属材料12Cr Ni4A是一种高强度合金钢,研究12Cr Ni4A材料轴向超声干磨削(Ultrasonic dry grinding,UDG)下的残余应力计算问题。运用逆热法构建一种新的非高斯热源模型,基于有限元软件COMSOL,计算出金属材料12Cr Ni4A超声磨削温度场分布。用打孔埋布嵌入式热电偶方法测出UAG的磨削区温度历程及分布,通过有限元计算与实测结果进行对比,磨削区温度误差值在5%以内。加载运动学硬化函数,耦合磨削热及磨削力对超声磨削残余应力场进行有限元计算,得到超声磨削表层残余应力分布,与实测值进行对比,误差在10%以内。研究表明:1)超声磨削可有效降低磨削区温度,降低幅值为24.1%;2)超声磨削可有效减少磨削残余拉应力,增加磨削残余压应力。所提出的预测超声干磨削残余应力的方法,对超声磨削的深入研究有借鉴参考价值。