微小能量下電火花加工過程的分子動力學模擬.pdf

1、自前蘇聯(lián)學者Lazarenko夫婦于1943年發(fā)明電火花加工方法以來，電火花加工技術取得了長足的發(fā)展，其應用范圍也取得了極大的擴展。然而電火花加工機理至今仍未能被明確的解釋，這限制了電火花加工技術的進一步發(fā)展。電火花加工發(fā)生在非常小的空間和時間尺度下，很難通過實驗手段研究其材料蝕除過程。而隨著高速銑削等技術的快速發(fā)展，對電火花加工技術帶來了很大的沖擊，如何提高電火花加工的效率與質量成為電火花加工研究人員亟待解決的問題。因此本文應用分子動

2、力學方法對微細電火花加工的材料蝕除過程、熔融材料蝕除機制；微細電火花加工殘余應力以及放電凹坑凸起的形成；微細電火花加工中產生的位錯缺陷等進行了仿真研究。
　　本文對放電通道膨脹熱源模型下微細電火花加工放電蝕除過程和熔融區(qū)的形成及形狀進行了模擬研究，并與放電通道恒定情況下的模擬結果進行了對比，證明了放電通道膨脹的熱源模型更符合實際情況。本文還分析了放電過程中電極溫度及蝕除原子數(shù)的變化，闡明了微細電火花加工的材料二次蝕除現(xiàn)象的發(fā)生原因

3、以及“潛熱”現(xiàn)象的影響。同時對進入極間原子的速度矢量、加速度矢量空間分布特點及規(guī)律進行了研究。
　　電火花加工表面的主要特點之一是存在殘余應力，它的存在影響到加工表面的質量及使用性能，對其形成機制和影響因素的研究具有非常重要的意義。本文對電火花加工表面殘余應力的產生機制、分布特點等進行了仿真研究。通過對放電凹坑形成過程中熔融區(qū)電極材料內部壓強的生成及變化過程分析，發(fā)現(xiàn)在放電進行過程中，在電極材料熔融區(qū)內部形成很大的壓強梯度，但其并

4、不是一直升高，而是存在小幅的上下波動；在放電結束后的瞬間，放電通道突然消失熔融區(qū)壓強急速下降；這一方面可以推測在放電進行過程中就存在少量的放電蝕除，另一方面說明放電結束之后，熔融區(qū)壓強的突然下降引起的材料沸騰是材料蝕除的重要原因。研究還發(fā)現(xiàn)熔融區(qū)的剪切應力場導致電極材料的彈塑性流動，它是形成放電凹坑中凸起部分的重要原因。仿真結果表明放電結束后在放電加工表面存在拉應力，而在電極內部存在壓應力，容易萌生顯微裂紋。
　　本文對微小能量下