[发明专利]一种颗粒增强钛基复合材料高速磨削温度预测方法

摘要

本发明提供一种颗粒增强钛基复合材料磨削温度预测方法，属于瞬态传热仿真分析方法，包括以下步骤：步骤一：颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒分布规律统计；步骤二：三维复合材料有限元仿真建模；步骤三：有限元仿真边界条件设定；步骤四：三维温度场仿真分析与验证。本发明方法可以预测钛基复材磨削温度，与现有方法相比具有准确性更高、计算效率更高等优点。利用该方法可以准确预测颗粒增强钛基复合材料高速磨削温度，为避免磨削烧伤和提高磨削质量提供基础数据与理论支持。

主权项

1.一种颗粒增强钛基复合材料高速磨削温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒分布规律统计首先，通过专业图像处理软件ImageJ将扫描电镜获取的钛基复合材料微观结构图转化为二值化图；然后，用等距当量椭球对增强颗粒进行简化，得到等矩当量椭圆的长轴a数值和椭圆的短长轴之比c＝b/a，确定增强颗粒的大小与扁平程度，分析得到复合材料中增强相分布规律；步骤二：三维复合材料有限元仿真建模三维复合材料有限元仿真建模包括工件模型建立、单元类型选取和网格划分；建立的三维复合材料有限元仿真模型中增强颗粒的形状和大小符合步骤一所述的统计规律，并且为了计算方便规定任意两个颗粒不重叠；网格单元类型选用Solid70热单元，该单元为六面8节点结构，每个节点具有一个温度自由度，适用于瞬态分析；在利用ANSYS进行网格划分时，将增强颗粒与基体材料结合面上网格绑定在一起，使之具有相同的温度；步骤三：有限元仿真边界条件设定有限元仿真边界条件包括高速磨削过程中传入工件的热量比例、对流换热系数、移动热源分布模型、工作环境初始温度的确定；步骤四：三维温度场仿真分析与验证对颗粒增强钛基复材高速磨削温度场的三维复合材料有限元仿真结果进行验证。