机械加工过程材料损伤及热力学行为的研究

栾 阳

（沈阳鼓风机集团石化泵有限公司，辽宁 沈阳 110869）

我国现如今的制造业在进行机械加工工作开展过程当中经常会出现加工材料表面出现裂缝或者是光洁度下降等现象，在机械加工材料应用过程当中工件内部经常残留材料残骸，严重影响了企业的产品质量以及企业的后续加工。而本文在进行内容阐述过程中，主要针对的就是在机械加工过程当中材料损伤应力应变，以及材料组织变化这一系列的问题进行仔细分析，结合当今的材料热力学行为和相应的损伤行为，树立模拟实验保证材料质量。

1 被加工材料的韧性损伤

（1）研究现状。在对被加工材料的韧性损伤问题进行仔细研究过程当中，首先一定要明确当今材料内部损伤演化直至破坏一般会分为两类机制，第一种是由于微裂纹而产生的破损，第二种则是由于材料上面的微孔洞不断扩展以及和相应的其他问题相结合而产生的韧性损伤，对当今被加工材料的韧性损伤进行现状研究过程当中还要对现如今材料产生韧性损伤的原因进行仔细分析，而且在材料正常应用过程中，金属材料还会有明显的变形现象。

（2）球型孔洞损伤。在材料进行加工过程当中，材料的表面还会有相应的球形孔洞损伤，而且在一般的工程材料正常使用过程当中，材料本身也会拥有大量的细观孔洞，对材料表面的孔洞损伤进行分析过程当中孔洞的大小不同，而且孔洞的形状也会根据自身的大小进行无规律分布，因此，在对这里材料的表面孔洞进行分析过程当中会耗费大量的时间和相应的费用，为了节约时间与费用，我国的机械制造企业在对材料的球形孔洞损伤进行仔细分析，过程当中一般都会采用局部平均化的方法对每一个孔洞进行测量。

（3）椭圆形孔洞损伤。在当今机械加工过程当中，很多零部件的生产与制造过程都需要利用相应的机器保证材料内部的各种孔洞被压实，尤其是当今的椭球形孔洞损伤，工作人员在进行整体分析过程当中一定要保证孔洞的闭合机理具有较强的工程应用前景，而且，当今的人们在关注机械加工过程当中，材料所产生损伤原因情况时，更为注重的还是孔洞的形核，长大以及在后期发展过程当中形成的裂纹等问题。

（4）韧性损伤演化规律。对当今的韧性损伤进行仔细分析过程当中一般都会采用相应的公式对材料内部的孔洞体积百分比进行仔细计算，通过对材料内部孔洞体积百分数的计算总结出整体孔洞数据，然后再利用孔洞体积分数的演化方程就可以直接分析出材料在加工成型中的韧性损伤演化律，实际上当今的韧性损伤，演化律在进行仔细分析过程当中，不仅要贴合当今的材料自身成型状况，更为重要的是也要仔细分析目前加工材料当中出现的损伤原因，根据损伤原因才能够更好的去分析韧性损伤演化规律。

2 被加工材料的弹塑性大变形及损伤

（1）造成弹塑性大变形的因素。实际上，被加工材料的弹塑性大变形以及损伤产生的主要原因还是要根据在材料进行将过程当中内部应力与变形的关系，特别是金属材料在进行加工过程当中最容易产生现象，而且被加工材料弹塑性大变形以及损伤，目前一直都受到当今工程界的特别广泛的关注，而且，当今的泵类产品加工发展过程中也涉及到一部分有关于这方面的技术，因此，一定要对弹塑性大变形的因素进行仔细分析，造成弹塑性大变形的因素是由于材料内部自身结构再进行加工过程当中被破坏。

（2）圆柱试件拉伸颈缩问题。圆柱试件拉伸颈缩问题是目前具有弹塑性的韧性金属材料在进行将过程当中最常见的一种力学问题和力学现象，在进行整体分析过程当中一定要注重材料自身的结构，结构的整体应用和结构自身的使用效果将会大大影响材料的整体被加工效果，同样，在结构材料应用过程当中尤其是金属材料本身的结构比较特殊，再进行加工过程当中更会产生上述问题。目前在我国的机械加工工作开展过程当中，真正能够解决该问题的技术仅仅只是初期应用。

（3）含切口圆柱拉伸试件切口前沿的损伤。在对材料进行拉伸负载状态下，试件的开口处的附近会产生非常强烈的力量集中反应。实际上材料再进行整体加工过程中，一般都会有三种应力状态，当三种应力状态，其中一种出现在材料的加工过程当中就会对材料产生相应的损伤，而且，为了能够更好的仔细分析含切口圆柱拉伸试件切口前沿的损伤问题，就一定要对材料内部的受力分布和应力分布情况进行调查，其实在进行分布情况调查过程当中，还要对各种各样的材料进行相应的试验，收集实验数据可以更好地保证实验的准确性。

3 相变及损伤材料热力学行为

（1）热力学基础。单位材料损伤以及热力学行为进行仔细分析过程当中一定要对连续介质热力学进行了解与分析，在当今的工程行业，对热力学系统进行学习过程当中必须了解热力学基础和热力学的整体发展概念，热力学的基础，实际上所表现的就是系统不可逆热力学状态的基本状态变量，通过变量的计算来分析出材料内部的热力动作是否符合正常现象，同样，通过对热力学行为进行仔细分析，也能够真正寻找到材料当今的损伤原因。

（2）相变的热传导。相变的热传导实际上就是对材料内部在进行高温加工过程当中的结构变化进行计算，在进行相变热传导计算过程当中，首先一定要考虑到在高温作用后工件的连续冷却过程，而且还要真正了解材料内部进行高温加热过程当中之后有没有热生成。材料在进行高温加工过程当中肯定会由于变形产生相应的热，因此，在整体计算过程当中一定要考虑材料内部的热量与当今的材料形变之间的关系。只有真正明确材料在进行将过程当中本身结构是否会产生热，才能够研究材料在形变过程当中产生的热传导现象。

（3）弹塑性热传导。材料在进行加工过程当中，首先会进行变形尤其是材料内部结构在高温加工过程之后更会产生结构变化，而在结构变化过程当中就会延伸出弹塑性热传导，弹塑性热传导实际上指的就是材料在加工过程当中产生形变而材料本身所具有的弹塑性在进行应力过程当中产生热量，在进行材料加工过程当中弹塑性热传导也很容易导致当今的材料产生损伤，材料的整体应用加工过程中，由于在高温条件下肯定会对材料内部的结构造成破坏，因此，通过对弹塑性热传导进行仔细分析可以准确把握到材料产生形变的主要原因。

4 结语

本文就机械加工过程中材料损伤及热力学行为进行仔细研究。在研究过程当中，仔细分析和介绍了材料损伤原因，再对热力学行为进行研究。过程当中提出了二点观念，第一相变的热传导能够改变材料内部结构，第二塑造性热传导能够改掉材料本质，希望通过本文的仔细分析，能够推动当今我国机械制造行业的快速发展。