基于Peridynamic理论的硬质合金刀具微观破损预测

摘要：

破损是刀具失效的重要形式之一，传统的刀具破损分析主要是通过切削试验进行，不仅成本高且周期长。文中基于Peridynamic（PD）理论———近场动力学理论，重点研究硬质合金刀具车削42 CrMo大直径石油管道过程中刀片主切刃的近域微观破损问题。首先对该切削过程进行有限元仿真分析，从中提取刀具所受载荷；然后根据 PD 理论，在Visual Studio环境下采用C语言编写近场动力学建模和分析程序，结合Matlab图像处理单元，实现了刀具主切刃近域材料微观破损过程的数值分析，包括裂纹萌生的起始位置、材料质点不同方向的位移趋势、裂纹的扩展趋势等。结果表明，基于PD理论的硬质合金刀具微观破损数值分析方法能够揭示该刀具主切刃近域材料的微观破损机理和破损扩展过程，给定工况下的刀具微观破损主要由冲击载荷引起的与前刀面法向呈一定夹角的微裂纹所导致，并有向里层材料非连续扩展的趋势。

关键词：近场动力学、硬质合金刀具、微观破损、数值分析、预测

所属期刊栏目：44

分类号：TG712(刀具、磨料、磨具、夹具、模具和手工具)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51265005@@@@Supported by the National Nataral Science Foundation of China51265005

在线出版日期：2016-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：8-15