单颗磨粒负前角对工件表面残余应力离散度的影响

本文档深入探讨了单粒磨削过程的仿真及其对工件表面残余应力离散度的影响，发表于2009年的上海交通大学学报。作者张雪萍、王和平和高二成利用有限元软件Deform-2D构建了一个具有负前角特征的热力耦合有限元模型，以模拟磨削过程中磨粒与工件之间的复杂交互作用。 在模拟过程中，他们着重研究了磨粒磨削工件时的温度场和应力场分布。核心发现显示，随着磨粒负前角绝对值的增大，工件表面的残余应力也随之增强。具体来说，当磨粒负前角从-15°变化到-35°时，工件表面的残余应力差异达到了惊人的284MPa。这表明，磨粒几何角度的微小变化可能导致显著的应力分布不均，即残余应力的离散度增加。 进一步分析指出，即使是在较小的负前角变化，如-15°、-25°和-35°之间，工件表面产生的残余应力标准差也显著上升，达到145.76MPa。这揭示了磨削工艺中几何参数的随机性和离散性对于控制工件表面质量的重要性，尤其是对于那些对残余应力敏感的应用领域，如精密零件制造和材料疲劳强度。 该研究的结果不仅提供了深入理解单粒磨削过程力学行为的新视角，还为优化磨削工艺参数、控制加工精度和减小表面质量波动提供了理论依据。在实际生产中，这些发现可能被用于指导磨削工具的设计和磨削参数的选择，以减少不必要的应力集中和提高产品的整体性能。