高速铣刀安全性衰退机理及其跨尺度关联设计方法

高速铣刀宏介观安全稳定性既是高速铣刀在较高层次上的安全性需求，也是实现高速稳定铣削的基础，综合反映了铣刀在高速铣削过程中的安全状态和表现，是检验高速铣刀产品能否满足关键零部件高效、高精度加工安全性需求的最终判据。本书针对高速铣刀安全性衰退导致的不稳定铣削问题，论述非线性多场强耦合作用下高速铣刀安全稳定性，揭示高速铣刀安全性衰退机理，讨论高速铣刀安全性衰退本征/非本征交互作用和介观结构域、宏观结构域、功能域之间映射变换方法，提出高速铣刀跨尺度关联设计技术。
本书以实际应用为主，图文并茂、深入浅出，设计实例与工程实践结合紧密，研究步骤符合刀具设计与工艺设计人员的思维习惯，相关方法和数据可供高效铣削及刀具技术研究人员和加工工艺设计人员参考，也可供高等院校机械工程相关专业本科生、研究生参考。

前言
第1章 高速铣刀安全稳定性表征1
1.1 高速铣刀安全性表征1
1.1.1 高速铣刀工作载荷1
1.1.2 高速铣刀安全稳定性判据11
1.1.3 高速铣刀安全行为特征序列20
1.1.4 高速铣刀安全性衰退行为表征21
1.2 高速铣刀完整性破坏行为特征及破坏过程分析23
1.2.1 高速铣刀完整性破坏行为特征23
1.2.2 高速铣刀完整性破坏行为特征识别方法26
1.2.3 高速铣刀完整性破坏过程分析29
1.3 高速铣刀安全稳定行为特征模型及分析方法31
1.3.1 高速铣刀振动行为特征模型31
1.3.2 高速铣刀动态铣削力频谱模型37
1.3.3 高速铣刀动态铣削力频谱分析方法38
1.3.4 高速铣刀安全稳定铣削工艺条件求解方法44
1.4 本章小结51
第2章 高速铣刀安全性衰退行为特征模型52
2.1 高速铣刀结构化设计方法及其模态特性分析52
2.1.1 高速铣刀服役行为多结构层次模型52
2.1.2 高速铣刀服役行为设计矩阵及其结构化设计方法56
2.1.3 高速铣刀模型结构安全性分析58
2.1.4 高速铣刀物理原型构建及其模态特性分析67
2.2 高速铣刀组件变形特征76
2.2.1 高速铣刀组件变形行为表征76
2.2.2 高速铣刀结构对其组件变形行为的影响特性80
2.2.3 高速铣刀组件材料对其变形行为的影响特性81
2.2.4 高速铣刀组件变形对离心力的响应特性85
2.2.5 高速铣刀组件变形对铣削力的响应特性92
2.2.6 预紧力对高速铣刀组件变形的影响100
2.3 高速铣刀宏观安全性衰退行为特征104
2.3.1 高速铣刀宏观安全性失稳行为及其响应特性104
2.3.2 高速铣刀宏观模型形变的响应特性105
2.3.3 高速铣刀结合面压溃的响应特性108
2.3.4 高速铣刀延性断裂的响应特性111
2.3.5 高速铣刀宏观安全性衰退过程及模型112
2.4 本章小结114
第3章 高速铣刀介观安全性衰退行为特征与动态特性116
3.1 高速铣刀组件安全性衰退问题分析116
3.1.1 高速铣刀组件延性断裂116
3.1.2 高速铣刀组件结合面压溃117
3.1.3 高速铣刀组件剪切断裂118
3.2 高速铣刀组件粒子群乱序的熵值判定118
3.2.1 高速铣刀组件安全性衰退过程中的乱序运动118
3.2.2 高速铣刀组件粒子群运动乱序评判模型120
3.2.3 高速铣刀组件安全性衰退的特征熵值121
3.3 高速铣刀组件安全性衰退熵值特征模型及控制方法128
3.3.1 高速铣刀组件安全性衰退熵值特征模型128
3.3.2 高速铣刀组件安全性衰退熵值控制方法130
3.4 高速铣刀组件微区结构行为特征132
3.4.1 高速铣刀组件介观结构初始缺陷模型及其力学行为特征132
3.4.2 高速铣刀组件拉伸变形微区结构行为特征135
3.4.3 高速铣刀组件压缩变形微区结构行为特征139
3.4.4 高速铣刀组件剪切变形微区结构行为特征142
3.5 高速铣刀组件介观运动特性146
3.5.1 高速铣刀组件构型及边界条件146
3.5.2 高速铣刀组件位错滑移特性147
3.5.3 高速铣刀组件位错攀移特性147
3.5.4 高速铣刀组件位错塞积特性148
3.6 高速铣刀组件安全性衰退介观行为特征149
3.6.1 高速铣刀组件晶界迁移特性149
3.6.2 高速铣刀组件微裂纹扩展特性150
3.6.3 高速铣刀组件晶面解理特性151
3.7 高速铣刀介观安全性动态特性152
3.7.1 高速铣刀安全性介观行为特征及判据152
3.7.2 高速铣刀介观安全性衰退过程控制153
3.7.3 高速铣刀介观安全性衰退本征/非本征模型155
3.8 本章小结156
第4章 高速铣刀跨尺度关联与安全性衰退机理研究158
4.1 高速铣刀连续介质-分子动力学关联分析方法158
4.1.1 基于力连接的高速铣刀跨尺度关联方法158
4.1.2 高速铣刀组件材料构型优化方法161
4.1.3 高速铣刀跨尺度关联分析方法162
4.2 高速铣刀宏介观同步关联演化过程166
4.2.1 高速铣刀材料点区域与分子动力学区域同步关联演化166
4.2.2 铣刀原子点阵位错演变与连续介质位错形成过程172
4.2.3 原子群运动和连续介质运动的耦合匹配判定方法173
4.2.4 高速铣刀介观安全性衰退模型178
4.3 高速铣刀安全性跨尺度关联分析185
4.3.1 高速铣刀结合面压溃及完整性破坏跨尺度分析185
4.3.2 高速铣刀组件变形跨尺度分析188
4.3.3 高速铣刀失效的介观运动过程192
4.4 高速铣刀安全性衰退机理198
4.4.1 高速铣刀安全性衰退过程本征/非本征分析198
4.4.2 高速铣刀安全性衰退介观运动速率过程分析204
4.4.3 高速铣刀安全性衰退本征/非本征模型205
4.5 本章小结207
第5章 高速铣刀跨尺度关联设计方法研究208
5.1 高速铣刀介观安全性对宏观参数的跨尺度响应特性208
5.1.1 高速铣削过程中铣刀组件载荷变化208
5.1.2 铣刀组件介观损伤演变时间的确定方法210
5.1.3 铣刀组件介观损伤演变过程分析212
5.1.4 铣刀组件介观损伤对其铣刀宏观参数的响应特性214
5.2 高速铣刀安全性衰退本征/非本征交互作用224
5.2.1 高速铣刀宏观安全性衰退本征/非本征交互作用224
5.2.2 高速铣刀介观安全性衰退本征/非本征交互作用225
5.2.3 高速铣刀宏介观安全性衰退本征/非本征交互作用229
5.3 高速铣刀跨尺度关联设计方法231
5.3.1 高速铣刀安全性跨尺度响应分析231
5.3.2 高速铣刀安全性设计中的交互作用分析234
5.3.3 高速铣刀跨尺度设计矩阵重构与关联设计模型234
5.3.4 高速铣刀安全性设计方法与底层功能优化设计模型237
5.4 高速铣刀物理原型设计与安全性测试分析239
5.4.1 高速铣刀物理原型设计及其安全性测试方法239
5.4.2 等齿距/不等齿距高速铣刀安全性测试分析239
5.5 本章小结241
第6章 高速铣刀跨尺度安全性及铣刀设计方法的实验研究243
6.1 高速铣刀安全性衰退行为特征实验243
6.1.1 实验平台构建与实验条件243
6.1.2 高速铣刀振动实验结果245
6.1.3 高速铣刀铣削力实验结果246
6.1.4 高速铣刀组件位移及动平衡实验结果247
6.1.5 高速铣刀安全性铣削实验249
6.2 高速铣刀组件安全性跨尺度关联验证实验251
6.2.1 高速铣刀组件霍普金森压杆实验结果251
6.2.2 高速铣刀组件宏介观同步关联演化的性能验证方法255
6.2.3 高速铣刀组件微区结构及原位成分分析256
6.2.4 高速铣刀组件的原子群构型力学性能验证258
6.3 高速铣刀跨尺度关联设计方法验证实验260
6.3.1 高速铣刀不平衡质量响应行为实验结果260
6.3.2 高速铣刀铣削力验证实验结果261
6.3.3 高速铣刀铣削稳定性实验结果263
6.3.4 高速铣刀磨损实验结果264
6.3.5 高速铣刀加工表面形貌实验273
6.4 本章小结275
参考文献276