氮化硅陶瓷切削仿真与实验

针对金刚石砂轮磨粒尺寸、形状的不规则性和空间位置不确定性的特点,采用球坐标中随机点产生的空间平面切分实体和截角多面体相结合的方法,并考虑氮化硅陶瓷工件的磨削亚表面形貌和裂纹损伤,建立了截角多面体磨粒和含有典型裂纹的工件模型。进行单颗磨粒切削氮化硅陶瓷的有限元仿真和实验,结果表明:磨削加工和数值仿真的磨削力值变化趋势相同,差值小于8%,切削力随砂轮转速增大而减小、随工件速度和切削深度增大而增大,而切削深度对切削力的影响程度最大。

多面体颗粒模拟切割及体视学参数的确定

提出了计算机模拟切割多面体颗粒获得 ｐ（ｒ／Ｒ）和 ｑ（Ｒ）体视学参数方法，并以四面体为例介绍 了这一方法的计算机实现过程和多面体粒子、随机切面及切割过程的数学模型建立方法．对四面体的 模拟切割结果表明。此方法切割数量大、速度快、可得到稳定的ｐ（ｒ／Ｒ）分布曲线和ｑ（Ｒ）参数。

基于凸多面体碰撞检测的虚拟砂轮建模研究

虚拟砂轮建模时大多采用包围球对磨粒进行碰撞检测,而包围球相互接触时凸多面体磨粒之间仍存在间隙,导致虚拟砂轮表面与实际砂轮表面差异较大,影响后续磨削过程仿真的准确性。针对这一问题,提出了一种基于凸多面体碰撞检测的虚拟砂轮建模方法。推导了砂轮表面磨粒随机位置的数学模型,基于凸多面体碰撞检测判断磨粒干涉状况,最终生成虚拟砂轮。对基于凸多面体和包围球碰撞检测方法生成的虚拟砂轮表面进行对比分析,发现前者的磨粒位置更具随机性,且可以生成磨粒率为60%的虚拟砂轮,后者则不能生成磨粒率大于50%的虚拟砂轮。最后将虚拟砂轮与真实砂轮进行对比分析,结果表明虚拟砂轮与真实砂轮的表面特征一致,证明了该方法的优越性。

辊式微楔横轧数理建模及仿真分析

在微楔横轧技术的理论研究阶段,准确的细观有限元模型和多晶体塑性模型的结合可以更好地优化其成形工艺。首先采用三维Voronoi多面体来研究真实材料的细观结构,建立了基于Voronoi原理的光滑模型和粗糙模型,然后单独对每一个晶粒考虑塑性性能和初始取向,建立了两种多晶体塑性模型,最后将光滑/粗糙Voronoi几何模型和经验模型相结合,建立了成形微型轴辊式微楔横轧有限元分析模型。利用ABAQUS软件进行仿真模拟,通过分析不同因素对工件成形质量的影响,得到在MCRW中要使工件成形质量最佳应选择粗糙模型、网格尺寸0.03 mm、摩擦系数0.8以及工件中晶粒数量82个。