一种基于高速铣刀组件原子群构型的铣刀损伤预后方法技术

一种基于高速铣刀组件原子群构型进行的铣刀损伤预后方法，其技术要点是：一、建立并验证高速铣刀组件原子群构型；二、建立高速铣刀组件宏观有限元应力场；三、获取及表征高速铣刀组件原子群变化特性的方法；四、建立高速铣刀损伤临界敏感性的熵值模型；五、建立高速铣刀组件损伤的跨尺度演变判据；本发明专利技术在确定高速铣削过程中工件的材料和尺寸、铣刀的材料、结构参数以及切削参数的基础上，建立并验证铣刀组件原子群构型，利用高速断续切削载荷下铣刀原子群的运动特性，揭示铣刀宏介观损伤之间的内在联系，将铣刀组件的运动集群效应和临界熵值作为判据，定量描述铣刀损伤形成及演变过程中的原子群运动特性，判断铣刀组件损伤的跨尺度发展阶段。

A damage prognosis method for milling cutter based on atomic group configuration of high speed milling cutter assembly

A prognostic method of milling cutter damage based on atomic group configuration of high-speed milling cutter assembly is presented. The main technical points are as follows: 1. Establishing and verifying atomic group configuration of high-speed milling cutter assembly; 2. Establishing macroscopic finite element stress field of high-speed milling cutter assembly; 3. Obtaining and characterizing atomic group variation characteristics of high-speed milling cutter assembly; 4. Establishing and verifying atomic group configuration of high- Entropy model of critical sensitivity of high-speed milling cutter damage; 5. Establishing cross-scale evolution criterion of high-speed milling cutter assembly damage; The invention establishes and verifies atomic group configuration of milling cutter assembly on the basis of determining workpiece material and size, milling cutter material, structural parameters and cutting parameters in high-speed milling process, and utilizes The movement characteristics of milling cutter atomic groups under high-speed intermittent cutting load reveal the intrinsic relationship between macroscopic and mesoscopic damage of milling cutter. The movement cluster effect and critical entropy of milling cutter assembly are taken as criteria to describe quantitatively the movement characteristics of atomic groups during the formation and evolution of milling cutter damage and to judge the cross-scale development order of milling cutter assembly damage. Section.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高速铣刀组件原子群构型的铣刀损伤预后方法
：本专利技术涉及一种铣刀损伤的跨尺度识别方法，具体涉及采用力学性能验证铣刀组件原子群构型的方法以及利用原子构型发生破坏的临界熵值识别铣刀损伤跨尺度演变的方法。
技术介绍
：在高速铣削过程中，铣刀内部能量不断积聚，使内应力急剧增大，并引起铣刀内部结构上的改变。这种结构上的改变一旦使铣刀发生损伤，其破坏程度发展迅速，若不能及时发现，产生的多是不可修复的严重事故。目前，有关铣刀损伤识别和检测的研究，主要集中在基于结构动态特性的改变来识别结构中发生的损伤，其核心思想是认为损伤将显著改变铣刀的刚度、质量或耗能能力，进而引起所测结构力学性能或响应的改变。采用该方法进行铣刀损伤状态识别，只有当损伤演化到宏观层次，造成铣刀结构和力学性能发生显著变化才可能被发现，同时产生的响应信息可能因为加工环境的干扰而具有不确定性，难以鉴别出结果异常到底是由于铣刀发生了真正的“物理损伤”，还是数据或环境造成的损伤“假象”。因此，此类铣刀损伤识别和检测方法具有一定的滞后性和不确定性，难以满足高速铣削对于铣刀安全性的要求。
技术实现思路
：本专利技术为克服已有的铣刀损伤识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高速铣刀组件原子群构型的铣刀损伤预后方法，其特征在于包括以下步骤：一、建立并验证高速铣刀组件原子群构型a、采用高速面铣刀作为测试铣刀，依据铣刀切削工艺条件确定高速铣刀的材料；b、利用FEI扫描电镜对高速铣刀组件进行能谱分析，根据分析结果，建立铣刀组件的原子群构型，铣刀组件包括铣刀刀体上用于安装刀片的结合面部分和用于夹紧刀片的紧固螺钉；c、采用能量最低理论，通过释放原子群的能量，获得铣刀组件原子群的稳定构型；d、对铣刀组件所用材料进行力学性能实验，获取铣刀组件材料力学性能参数的实验结果，采用分子动力学仿真分析的方法，计算铣刀组件材料力学性能参数的仿真结果，控制实验结果和仿真结果的误差...

【技术特征摘要】
1.一种基于高速铣刀组件原子群构型的铣刀损伤预后方法，其特征在于包括以下步骤：一、建立并验证高速铣刀组件原子群构型a、采用高速面铣刀作为测试铣刀，依据铣刀切削工艺条件确定高速铣刀的材料；b、利用FEI扫描电镜对高速铣刀组件进行能谱分析，根据分析结果，建立铣刀组件的原子群构型，铣刀组件包括铣刀刀体上用于安装刀片的结合面部分和用于夹紧刀片的紧固螺钉；c、采用能量最低理论，通过释放原子群的能量，获得铣刀组件原子群的稳定构型；d、对铣刀组件所用材料进行力学性能实验，获取铣刀组件材料力学性能参数的实验结果，采用分子动力学仿真分析的方法，计算铣刀组件材料力学性能参数的仿真结果，控制实验结果和仿真结果的误差小于10％，使高速铣刀组件原子群构型有效；二、建立高速铣刀组件宏观有限元应力场a、依据铣刀切削工艺条件确定工件的材料和尺寸参数，高速铣刀的材料，结构参数以及切削参数；b、对高速铣刀进行有限元分析，分析铣刀组件的应力状态，提取铣刀组件的应力分布；三、获取及表征高速铣刀组件原子群变化特性a、根据铣刀组件应力分布，采用高速铣刀组件原子与有限元交叠带模型，对铣刀组件进行分子动力学仿真，揭示出原子群局部产生的原子剥离现象，和原子群发生的点阵位错运动；b、利用原子群描述原子点阵缺陷及位错结构的长程特性，扩大原子群的原子点阵规模，揭示出铣刀组件原子群运动的集群效应，同时采用分子动力学仿真获得的能量曲线定量表征原子群运动的集群效应；四、建立高速铣刀损伤临界敏感性的熵值模型a、根据铣刀组件分子动力学仿真的结果，得出原子群能量曲线；b、根据原子群能量曲线计算铣刀组件原子群构型在应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜彬，谷云鹏，张明慧，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23