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金屬切削中的摩擦行為與多尺度仿真:破解表面質量調控難題

金屬切削中的摩擦行為與多尺度仿真:破解表面質量調控難題

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在高端制造領域,如航空發動機渦輪盤等關鍵部件的加工過程中,對表面質量提出了嚴苛要求,通常需將表面粗糙度控制在Ra≤0.8μm范圍內,并精確調控殘余應力分布以確保構件的疲勞強度。這一背景下,金屬切削過程中"摩擦行為-切削力/熱-表面質量"的非線性耦合關系成為制約加工精度提升的核心科學問題。傳統經驗試錯法雖在工藝優化中仍有應用,但其存在成本高昂、研發周期冗長的固有缺陷;而現有有限元仿真技術雖能實現切削過程的數字化模擬,卻因摩擦行為表征精度不足,導致關鍵加工參數(如切削力、溫度場)的預測誤差常超過20%,難以滿足高精度制造需求。

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