《極薄壁微構件的微加工損傷機理及對使役性能的影響》是依託哈爾濱工業大學，由張鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：極薄壁微構件的微加工損傷機理及對使役性能的影響
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張鵬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對新一代航空微型慣性感測器極薄壁微撓性結構件的微加工過程中微薄壁結構斷裂、加工表面完整性差等瓶頸問題，圍繞微加工過程中遇到的材料特殊性、尺寸特殊性和性能特殊性的難題，本項目擬運用理論分析、仿真模擬與實驗研究相結合的研究手段，開展極薄壁微構件微加工的表面完整性、損傷機理及對其使役性能的影響機制等關鍵科學問題的研究。通過建立基於微觀組織結構及其微觀力學特性的微細切削仿真模型，考慮塑性應變梯度和多重耦合尺度效應，採用有限元仿真分析與微切削實驗相結合的研究方法，揭示極薄壁微構件的微加工過程中尺寸效應對於表面生成機理、表面損傷層的形成機理和演變規律、以及表面完整性對於極薄壁微構件使役性能的影響機制，為微構件的精密加工提供理論指導和技術支持，滿足極薄壁微構件的加工表面形貌、表面完整性和使役性能的苛刻要求，提高航空微型慣性感測器的系統級精度及其穩定性。
結題摘要
面向新一代航空微型慣性感測器極薄壁微撓性結構件的微加工過程中微薄壁結構斷裂、加工表面完整性差等瓶頸問題，針對微加工過程中遇到的材料特殊性、尺寸特殊性和性能特殊性的難題，本項目採用理論分析、仿真模擬與實驗研究相結合的研究手段，開展了多重尺寸效應作用的極薄壁微構件微切削加工表面生成機理、極薄壁微構件微切削加工損傷層的形成機制與演變規律、微切削表面完整性對極薄壁微構件力學特性的影響機制的研究工作。建立了考慮微銑刀弱剛度特性的微銑削力模型，揭示了刀具直徑、刀齒間歷史軌跡相互作用和刀具跳動對切入角、切出角和瞬時未變形切屑厚度的影響規律；建立了考慮刀具跳動的切出側邊毛刺和切出底邊毛刺特徵尺寸的預測模型，揭示了切出位置毛刺特徵的變化規律，提出了抑制切出位置毛刺的方法；建立了基於微銑削加工表面特徵降維分析的力學性能組合預測模型，實現了對薄壁微構件力學性能的無損獲取，為薄壁微構件使役性能的評價提供了理論支撐。本項目的研究成果，為微構件的精密微細銑削加工提供了理論指導和技術支持，滿足極薄壁微構件的加工表面完整性和使役性能的苛刻要求，套用於微慣性感測器零件的加工，提高了航空用微型慣性感測器的系統級精度、可靠性及穩定性。
