多物理耦合場固液兩相磨粒流精密加工技術

《博士後文庫》序言
前言

第1章 緒論 1
1.1 多物理耦合場磨粒流精密加工技術的研究價值 1
1.2 磨粒流精密加工技術與裝備國內外發展現狀分析 3
1.2.1 磨粒流精密加工技術國外發展現狀 3
1.2.2 磨粒流精密加工技術國內發展現狀 6
1.2.3 磨粒流精密加工裝備國外發展現狀 8
1.2.4 磨粒流精密加工裝備國內發展現狀 10
參考文獻 12

第2章 多物理耦合場磨粒流精密加工技術理論分析 16
2.1 磨粒流的加工特性分析 16
2.2 描述流體運動的兩種方法 17
2.2.1 Lagrange方法 17
2.2.2 Euler方法 17
2.3 流體力學基本方程 18
2.3.1 物理量守恆微分方程 18
2.3.2 流體運動控制方程組 19
2.4 磨粒流加工動力學理論分析 23
2.5 磨粒流加工力學分析 25
2.6 磨粒流的切削磨損機理分析 29
2.7 固液兩相磨粒流熱力學理論模型 30
2.8 連續相運動控制方程 31
2.8.1 N-S方程及其無量綱化 31
2.8.2 不可壓縮的N-S方程 33
2.9 固液兩相磨粒流主要參數 34
2.9.1 兩相濃度 34
2.9.2 兩相流體的黏度 34
2.9.3 兩相流體的比熱和導熱係數 35
2.10 磨粒的運動條件分析 36
2.11 湍流數值計算方法 37
2.11.1 直接數值模擬法 37
2.11.2 雷諾平均方程法 38
2.11.3 大渦數值模擬法 39
參考文獻 41

第3章 基於耗散粒子動力學的磨粒加工技術研究 43
3.1 耗散粒子動力學模擬技術研究現狀 43
3.1.1 耗散粒子動力學模擬技術國外研究現狀 43
3.1.2 耗散粒子動力學模擬技術國內研究現狀 45
3.2 耗散粒子動力學方法體系 46
3.2.1 耗散粒子動力學理論模型 46
3.2.2 耗散粒子動力學數值積分方法 48
3.3 磨粒流顆粒晶胞數值模擬分析 48
3.4 碳化矽顆粒性能數值類比分析 50
參考文獻 52

第4章 基於分子動力學的磨粒微切削力學關鍵技術研究 54
4.1 分子動力學模擬國內外研究現狀 54
4.1.1 分子動力學模擬國外研究現狀 54
4.1.2 分子動力學模擬國內研究現狀 55
4.2 分子動力學模擬方法概述 56
4.2.1 基於牛頓運動方程的數值求解演算法 57
4.2.2 分子動力學模擬中的邊界條件 58
4.2.3 類比體系的勢能函數 59
4.2.4 平衡系統的分子動力學類比系綜 61
4.2.5 平衡系綜的控制方法 62
4.2.6 系統弛豫 64
4.2.7 晶體缺陷分析方法 65
4.3 分子動力學模擬運動方程求解 67
4.4 顆粒微切削分子動力學模型的建立 68
4.5 顆粒微切削分子動力學數值分析 70
4.5.1 顆粒正交切削與斜切削對磨粒切削影響分析 70
4.5.2 顆粒正交切削分子動力學數值分析 72
4.5.3 顆粒速度對磨粒切削的影響 74
4.5.4 系綜溫度對顆粒切削的影響 77
4.5.5 磨粒形狀對切削過程的影響 81
4.6 顆粒微切削規律探究與模型驗證 83
4.6.1 磨粒切削單晶鋁和單晶鎳的分子動力學分析 83
4.6.2 磨粒速度對工件切削的影響 84
4.6.3 系綜溫度對磨粒切削的影響 87
4.6.4 模型的驗證 91
參考文獻 92

第5章 基於分子動力學的固液兩相磨粒流加工機理研究 94
5.1 固液兩相磨粒流加工機理的分子動力學模型構建與分析 94
5.1.1 泰森多邊形方法 94
5.1.2 磨粒流加工分子動力學類比的模擬流程 98
5.1.3 多顆粒微切削單晶材料的分子動力學模型構建 98
5.1.4 多晶材料磨粒流加工分子動力學模型構建 100
5.1.5 基於分子動力學的磨粒流加工模擬方案 103
5.2 磨粒微切削單晶材料的分子動力學數值分析 104
5.2.1 磨粒對粗糙單晶銅表面拋光過程數值分析 105
5.2.2 單晶鐵和單晶鋁的表面拋光過程數值分析 128
5.3 磨粒流加工不同工件