碳化硅顆粒增強(qiáng)型鋁基復(fù)合材料（SiCp/Al）具有高比強(qiáng)度和比模量、耐高溫、耐磨、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能,并且較易批量制造成形以及成本較低,已被廣泛應(yīng)用于航空航天及自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣闊。然而,SiCp/Al復(fù)合材料中基體相鋁合金和增強(qiáng)相碳化硅顆粒材料特性的不同,使得其加工機(jī)理復(fù)雜,加工表面缺陷嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了該材料在精密領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用微細(xì)銑削技術(shù)加工SiCp/Al復(fù)合材料,對其中的材料去除和表面缺陷形成機(jī)制、銑削力預(yù)測及分析、表面微觀形貌以及表面缺陷抑制方法進(jìn)行了研究,以指導(dǎo)工藝參數(shù)的選擇和優(yōu)化,對提高加工質(zhì)量,推動(dòng)該類材料的進(jìn)一步應(yīng)用具有十分重要的意義。為研究SiCp/Al復(fù)合材料的非均質(zhì)特性對材料去除以及表面缺陷的影響,建立了考慮顆粒斷裂去除的單顆粒微觀力學(xué)仿真模型,分析了不同刀具-顆粒接觸位置以及切削速度下的切削機(jī)理。結(jié)果表明,當(dāng)?shù)毒咔邢黝w粒上部時(shí),顆粒破碎去除,且隨著切削速度的增大,破碎程度減弱,表面缺陷主要為裂紋;當(dāng)?shù)毒咔邢黝w粒下部時(shí),當(dāng)切削速度較小時(shí),顆粒以拔除為主,表面缺陷為大凹坑,當(dāng)切削速度增大時(shí),顆粒逐漸破碎,表面缺陷逐漸變?yōu)榱鸭y... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 SiCp/Al復(fù)合材料加工的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 SiCp/Al材料去除機(jī)理及表面缺陷的仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.2 SiCp/Al切削力模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 SiCp/Al銑削加工表面質(zhì)量評價(jià)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 SiCp/Al銑削加工參數(shù)選擇研究現(xiàn)狀
        1.2.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 SiCp/Al復(fù)合材料微銑削加工材料去除及表面缺陷形成仿真研究
    2.1 引言
    2.2 基于顆粒隨機(jī)分布模型的仿真分析
        2.2.1 顆粒隨機(jī)分布模型的建立
        2.2.2 材料特性及失效準(zhǔn)則
        2.2.3 仿真結(jié)果及分析
    2.3 基于單顆粒模型的仿真分析
        2.3.1 單顆粒模型的建立
        2.3.2 切屑的分離準(zhǔn)則
        2.3.3 仿真結(jié)果及分析
    2.4 切削速度對顆粒去除及表面缺陷形成的影響研究
        2.4.1 仿真模型及參數(shù)設(shè)置
        2.4.2 仿真結(jié)果及分析
    2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 SiCp/Al復(fù)合材料銑削力建模與分析
    3.1 引言
    3.2 基體材料的銑削力模型構(gòu)建
        3.2.1 微銑削加工中的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象
        3.2.2 剪切區(qū)的銑削力模型構(gòu)建
        3.2.3 犁耕區(qū)的銑削力模型構(gòu)建
    3.3 顆粒的破碎力模型構(gòu)建
    3.4 復(fù)合材料的銑削力模型構(gòu)建
    3.5 銑削力模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.5.1 模型系數(shù)獲取
        3.5.2 模型驗(yàn)證及分析
    3.6 工藝參數(shù)對銑削力的影響分析
    3.7 顆粒破碎力對銑削力的影響
    3.8 本章小結(jié)
第4章 SiCp/Al復(fù)合材料微銑削加工表面微觀形貌研究
    4.1 引言
    4.2 表面微觀形貌的評價(jià)參數(shù)
        4.2.1 粗糙度參數(shù)
        4.2.2 分形維數(shù)
    4.3 工藝參數(shù)對表面微觀形貌的影響分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響
        4.3.3 工藝參數(shù)對表面分形維數(shù)的影響
        4.3.4 表面粗糙度和表面分形維數(shù)的極差分析
    4.4 工藝參數(shù)的優(yōu)化研究
        4.4.1 約束方程的構(gòu)建
        4.4.2 優(yōu)化模型及優(yōu)化結(jié)果
        4.4.3 優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 面向SiCp/Al復(fù)合材料微銑削表面缺陷抑制的參數(shù)優(yōu)選研究
    5.1 引言
    5.2 基于兩相去除特征的參數(shù)選用原則
    5.3 側(cè)銑加工中參數(shù)優(yōu)選分析
    5.4 端銑加工中參數(shù)優(yōu)選分析
e≥R時(shí)的參數(shù)優(yōu)選分析">        5.4.1 a_e≥R時(shí)的參數(shù)優(yōu)選分析
e
        5.4.2 ae

    5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.5.2 側(cè)銑實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.5.3 端銑實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王行,謝敬佩,郝世明,王愛琴.  稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2013(03)
[2]SiCp/Al復(fù)合材料高速銑削切削力模型建立[J]. 邊衛(wèi)亮,傅玉燦,徐九華,張帥,葛英飛.  航空制造技術(shù). 2012(03)
[3]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料切削加工工藝的新進(jìn)展[J]. 胡宏楠,董明.  金屬材料與冶金工程. 2009(01)
[4]PCD刀具高速銑削SiCp/Al復(fù)合材料的表面粗糙度研究[J]. 許立福,于曉琳,周家林,周麗,黃樹濤.  沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]高速銑削SiCP/Al時(shí)切削力及影響因素的研究[J]. 周家林,黃樹濤,崔巖.  機(jī)械工程師. 2007(11)
[6]功率譜密度（PSD）在評價(jià)超精密光學(xué)表面中的應(yīng)用研究[J]. 劉耀紅,滕霖,李大琪,張蕭.  航空精密制造技術(shù). 2006(02)
[7]陶瓷材料延性域磨削機(jī)理[J]. 鄭建新,徐家文,呂正兵.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2006(01)
[8]SiCp增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 強(qiáng)穎懷,王曉虹,馮培忠.  輕金屬. 2003(07)
[9]復(fù)合材料的切削加工表面質(zhì)量[J]. 全燕鳴,曾志新,葉邦彥.  中國機(jī)械工程. 2002(21)
[10]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的航空航天應(yīng)用[J]. 崔巖.  材料工程. 2002(06)

博士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料超聲振動(dòng)磨削材料去除及表面質(zhì)量研究[D]. 鄭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料高速銑削基礎(chǔ)研究[D]. 王濤.北京理工大學(xué) 2015
[3]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料銑磨加工及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 都金光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料加工過程優(yōu)化[D]. Muguthu Joseph Njuguna.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料精密磨削機(jī)理及表面評價(jià)研究[D]. 于曉琳.沈陽工業(yè)大學(xué) 2012
[6]SiCp/Al復(fù)合材料高速銑削表面質(zhì)量及刀具磨損研究[D]. 王陽俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]SiCp/Al復(fù)合材料摩擦學(xué)特性及其分形研究[D]. 戈曉嵐.江蘇大學(xué) 2010

碩士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料磨削機(jī)理的研究[D]. 王福松.沈陽理工大學(xué) 2012
[2]SiCp/Al復(fù)合材料切削過程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙永華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]SiCp/Al復(fù)合材料高速切削加工表面微觀形貌表征的研究[D]. 張?jiān)?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]超精密加工表面粗糙度測量方法對比及功率譜密度評價(jià)[D]. 陳建超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3050233

boshi