根据弹性力学理论，针对铝板内部拉、压应力分布所产生的两种不同应变情况，推导出适应不同应变情况的改进剥层应变法．为验证该方法的准确性，通过有限元的方法对试件施加已知的初始内应力，运用生死单元技术模拟材料的去除，将得到的应变代入利用推导公式设计的VB数据处理系统中求出剥层深度应力．将求得的应力与初始已知的应力相比较，发现两者能很好地吻合，说明该方法可以用于预拉伸铝合金厚板内部残余应力的测量．

仿真研究了精磨孔挤压液膜阻尼器设计参数对其减振效果的影响,提高了挤压液膜阻尼器对砂轮主轴的减振效果.根据达朗贝尔原理建立了切削状态下挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹的仿真模型,在不同的阻尼器设计参数下对挤压液膜阻尼砂轮主轴中心运动轨迹进行了仿真.根据仿真结果设计了挤压液膜阻尼砂轮主轴并进行了磨削实验.实验结果表明挤压液膜阻尼器有效地抑制了砂轮主轴的振动,使精密孔的加工质量提高了25%以上,验证了仿真结果的正确性,说明所建立的仿真模型是正确的.

为探究在干切削和水基微量润滑(WMQL)条件下刀具磨损对DD5铣削表面质量的影响规律,采用四刃PVD-TiAlN涂层硬质合金刀具以及超景深显微镜和扫描电镜等设备,以刀具副后刀面磨损宽度为主要评价指标,对硬质合金刀具副后刀面磨损形态、磨损机理进行分析和研究,并采用三维轮廓仪对零件表面粗糙度进行测量.研究结果表明,与干切削相比,采用水基微量润滑冷却技术,能够延长刀具寿命并改善材料的铣削加工性;硬质合金刀具的主要磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损和扩散磨损.

碳纤维增强环氧树脂基复合材料在高新技术领域产品轻量化、小型化的发展趋势下具有广阔的应用前景和使用价值。微小零器件的连接装配需要进行大量的小孔加工,而碳纤维复合材料的难加工性以及小孔径加工时散热条件差、微小刀具刚度低等特点,使复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更容易产生加工损伤,制孔形状、位置精度难以保证。列举了碳纤维复合材料常见的制孔损伤形式,分析了复合材料小孔加工的技术难点,综述了国内外在复合材料小孔加工机理、制孔刀具、制孔工艺等方面的研究现状。

针对碳纤维复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更困难,制孔质量和尺寸精度难易保证的问题,采用硬质合金麻花钻进行碳纤维增强树脂基复合材料直径3mm小孔的钻削试验,研究工艺参数、刀具磨损对切削力和制孔质量的影响。结果表明：转速和进给速度对制孔轴向力和孔径误差均有显著影响;回归分析得到了轴向力与转速和进给速度之间的关系式;转速对孔径误差的影响大于进给速度的影响;硬质合金麻花钻加工碳纤维复合材料的合格孔数为30个,孔径误差随刀具磨损量的增大而增大。研究结果可以对碳纤维复合材料小孔加工的切削力进行预测,为加工参数和刀具寿命的合理选择提供试验依据。

为探究DD5单晶镍基高温合金铣削表面质量,基于响应曲面法及水基微量润滑技术,采用四刃整体立铣刀在(001)晶面上沿[110]晶向进行槽铣实验.以主轴线速度、每齿进给量、切削液流速、空气压强及水油流量比为变量,表面粗糙度R a为评价指标,基于极差和方差分析,找出显著影响铣削表面质量的冷却和铣削参数,并对其交互效应机理进行深入分析.进而采用逐步回归方法和粒子群优化算法对铣削表面粗糙度进行预测和优化,并基于均匀化设计对预测和优化结果进行评价.

针对镍基单晶高温合金具有较强各向异性以及镍基单晶高温合金微尺度磨削温度场研究较少的情况,建立了基于Hill模型的三维磨削温度仿真模型,并采用任意拉格朗日一欧拉法（ALE）,实现单晶材料微磨削过程有限元温度仿真,分析微磨削过程中的温度场分布及其变化情况,研究了不同磨削深度、磨削速度以及不同晶面1（100）,（110）和（111）对微磨削温度的影响规律.结果显示：微磨削高温区发生在磨粒前表面与工件接触的半椭圆形区域,即第n温度区;磨削区域温度随着磨削深度增加而增加,随着主轴转速增加而增加;在镍基单晶高温合金不同晶面内微磨削时,（111）晶面温度最高,（110）晶面次之,（100）面微磨削温度最小.

采用有限元仿真和单因素实验相结合的方法,研究了铝合金6061微尺度铣削的铣削力影响因素.建立了刀具和工件的三维模型并对其进行装配和网格划分,通过有限元仿真模拟了铝合金6061材料的微尺度铣削过程,得到了铣削速度和铣削深度对铣削力的影响规律,并进行了单因素实验研究.结果表明：随着主轴转速的不断增大,铣削力先增大后减小,转折点为24000r/min;随着铣削深度的不断增大,铣削力先增大后减小再增大,转折点为10pm和12pm;随着进给速度的不断增大,铣削力也不断增大.优选出铝合金6061材料微尺度铣削最优工艺参数组合为：主轴转速48000r/min,铣削深度5pm,进给速度20pm/s.

建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃的玻璃转变温度.因此,对玻璃金属磨削加工过程的温度仿真可以有效预测非晶表面是否有晶化现象的发生.改变微磨削加工参数,对块体金属玻璃的各个磨削区的温度变化趋势进行观察.通过仿真实验发现,块体金属玻璃的最髙磨削温度发生在磨粒前刀面与磨屑接触的区域,即第二变形区.

提出了一种基于声发射(AE)信号对新型点磨削砂轮磨削状态进行实时监测方法.建立了表面粗糙度与AE信号的对应关系,为监测磨削加工表面粗糙度提供了条件.采用单因素实验研究了各参数对AE信号RMS值的影响规律,结果进一步证明了AE信号与表面粗糙度的对应关系.对比分析了砂轮不同磨损状况下的AE信号,依据此信号可对磨削状态进行实时监测.为了区分声发射源性质的异同,对磨削过程中的AE信号进行了频谱分析,砂轮发生磨损时,AE信号在45~65 kHz,80~90 kHz,100~110 kHz频段的能量升高显著,并且在15 kHz附近出现了很高的尖峰,为监测磨削状态提供了一种可行且有效的方法.