A numerical study on nanometric cutting mechanism of lutetium oxide single crystal
A numerical study on nanometric cutting mechanism of lutetium oxide single crystal
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氧化镥单晶纳米切削机理的数值研究
DOI：
10.1016/j.apsusc.2019.143715
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发表时间：
2019-12
影响因子：
6.7
通讯作者：
Fang Fengzhou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
He Yue;Lai Min;Fang Fengzhou
氧化镥单晶的超精密加工很难达到纳米级精度。然而，分子动力学分析可以用来揭示材料去除过程的原子尺度细节，提供理论基础。本文重点关注切削速度和切削深度，分析其对切削力、应力分布、亚表面变形和裂纹形成的影响。结果表明，非晶化发生在承受高压应力的区域。裂纹萌生是随着拉应力的释放而出现的，并且总是伴随着切削力的急剧下降。较高的切削速度和较大的切削深度导致裂纹萌生的临界局部拉应力较大。切削区和界面区容易出现损伤集中。一旦这些损坏结合在一起，就会出现可见的散装材料剥落。
It is hard for ultra-precision machining to realize nanometric accuracy on lutetium oxide single crystal. However, molecular dynamics analysis can be employed to reveal the atomic scale details of material removal process, providing a theoretic basis. This article focuses on both cutting speed and cutting depth, analyzing the influence on cutting force, stress distribution, subsurface deformation and crack formation. The results show that amorphization takes place in the region which undergoes a high compressive stress. Crack initiation emerges with a release of tensile stress and is always accompanied with a sharp drop in cutting force. A higher cutting speed and larger cutting depth result in a larger critical local tensile stress for crack initiation. Cutting zone and interface area are prone to damage concentration. Once these damages combine together, there would be a visible bulk material peeling off.
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--
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