超聲輔助磨削工程陶瓷邊界損傷機(jī)理研究.pdf

1、工程陶瓷的高硬度、高耐磨和抗腐蝕性等優(yōu)良的機(jī)械性能使其成功的應(yīng)用于切削刀具、耐火材料和汽車零部件等領(lǐng)域，但是同時(shí)由于其難加工性，也制約了其更為廣泛的使用。超聲輔助加工在一定程度上改善了陶瓷材料難加工特性，提高其加工效率以及工件表面/亞表面質(zhì)量。而隨著科技不斷的進(jìn)步，目前零件表面/亞表面質(zhì)量已經(jīng)不能滿足精密零件的高標(biāo)準(zhǔn)，其更是對(duì)邊界質(zhì)量提出了新的要求。基于此，本文著重對(duì)超聲輔助磨削工程陶瓷邊界損傷機(jī)理進(jìn)行研究。
　　為構(gòu)建有效的工程

2、陶瓷邊界損傷預(yù)報(bào)模型，本文將從理論基礎(chǔ)、有限元仿真和磨削試驗(yàn)三個(gè)方面對(duì)Al2O3、ZTA和ZrO2三種陶瓷的邊界損傷進(jìn)行討論對(duì)比分析。
　　首先，基于壓痕邊緣破碎估測(cè)斷裂韌性理論，及普通磨削力和超聲磨削力模型公式構(gòu)建磨削陶瓷邊界損傷預(yù)報(bào)模型。發(fā)現(xiàn)磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性均對(duì)工程陶瓷邊界損傷有一定影響，且材料的斷裂韌性對(duì)其邊界損傷影響敏感度較高。
　　其次，利用ABAQUS軟件建立三維單顆磨粒磨削工程陶瓷模型，發(fā)現(xiàn)工程陶瓷

3、在普通磨削和超聲磨削兩種情況下的邊界損傷形式與實(shí)際磨削損傷形態(tài)相似，且其磨削力的大小也與實(shí)際情況相符。在仿真情況下，其磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性對(duì)邊界損傷的影響趨勢(shì)與預(yù)報(bào)模型相同。
　　最后，通過(guò)設(shè)計(jì)磨削試驗(yàn)獲得磨削參數(shù)、超聲參數(shù)和材料特性分別與工程陶瓷實(shí)際磨削力和邊界損傷值的關(guān)系曲線，并對(duì)上面的理論模型和有限元仿真分析結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn):理論公式和有限元分別得到的普通和超聲磨削力數(shù)值與試驗(yàn)值趨勢(shì)相同，其中普通磨削力理論獲