目前,硬脆性材料在信息、醫(yī)療、半導體、數碼科技、軍事等領域應用越來越廣泛,隨著硬脆性材料需求量的不斷提升,對其加工精度、加工效率等技術指標的要求也在不斷提高,硬脆性材料的高質高效加工技術成為當前研究的熱點。通過在線監(jiān)測加工過程,可有效保證加工質量,提高加工效率。聲發(fā)射（AcousticEmission,AE）能夠反映脆性材料內部裂紋的形成、擴展和斷裂等變化規(guī)律,是目前常用的加工過程監(jiān)測手段。本文利用金剛石壓頭模擬單磨粒磨削運動,運用聲發(fā)射技術對壓頭磨損以及BK7玻璃、藍寶石和碳化硅的劃刻實驗過程進行監(jiān)測�；谝撇蛔兿∈杈幋a算法對AE信號進行特征提取,獲取脆性材料裂紋生成擴展、碎片脫落等事件發(fā)生的時間和能量信息,實現材料脆性去除過程更簡潔、直觀的表達。具體進行了以下工作:（1）搭建劃刻實驗平臺和信號采集系統(tǒng),分析AE傳感器安裝位置對AE信號采集的影響;對比金剛石壓頭頂端角度對脆性材料去除效果。（2）開展BK7玻璃斜坡劃刻和等深劃刻實驗。實驗研究表明力信號和聲發(fā)射信號與劃痕深度呈線性上升關系,劃痕越深,脆性去除現象,如裂紋、崩碎等越明顯,力信號的波動幅度越大,突發(fā)式聲發(fā)射信號出現頻次更高,... 

【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２壓痕斷裂力學模型??

３．１實驗平臺與信號采集系統(tǒng)搭建??３．?１．１劃刻實驗平臺??本文實驗裝置完整結構如圖３．１所示，金剛石劃刻實驗平臺以四軸精密機床??為基礎，金剛石壓頭通過自行設計連接件實現與機床主軸的連接。聲發(fā)射傳感器??通過磁力座吸附。工件通過熱熔膠粘結固定在鐵板上，鐵板通過螺紋安裝在測力??儀上。測力平臺由４個力傳感器組合搭建，整體吸附在機床磁性工作臺。聲發(fā)射??傳感器型號為Ｒ５０Ａ，采用美國ＰＡＣ公司的ＰＣＩ－２聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，聲發(fā)射信號??采樣頻率為１ＭＨｚ。測力平臺裝置來自德國ＨＢＭ公司，力傳感器型號為Ｓ２Ｍ，??采集卡型號為ＱｕａｎｔｕｍＸ?４４０Ｂ。形貌分析使用ＫＥＹＥＮＣＥ超景深三維顯微系統(tǒng)??ＶＨＸ－５０００。??：：：：：：．??樣＃戀??圖３．１劃刻實驗平臺??２５??

?１５０?１５０??兩組實驗采集到的聲發(fā)射信號波形如圖３．３所示。??０．?０６，?．?＜?．?＜?０．?１５｜—?．?．?？?．???〇６０?０．２?０．４?０．６?０．８?１?￣°＇?２０?０．２?０．４?０．６?０．８?１??時間（ｓ）?時間（ｓ）??（ａ）安裝在主軸位置?（ｂ）安裝在工件附近??圖３．３不同安裝位置采集到的ＡＥ信號波形圖??對比圖３．３，在劃痕深度相同的情況下，由于ＡＥ傳感器安裝在工件附近，??離聲發(fā)射源更近，所以采集到的ＡＥ信號幅值要大于傳感器安裝在主軸時的ＡＥ??信號幅值。同時，對于安裝在工件附近的傳感器來說，它與聲發(fā)射源的相對位置??并不固定，會隨著機床主軸的進給運動不斷發(fā)生變化。而當ＡＥ傳感器安裝在機??床主軸時，在劃痕運動中始終保持與信號源的相對位置不變。這也是圖３．３中（ａ）??整體幅值變化相對平穩(wěn)而（ｂ）整體幅值隨時間不斷變化的原因。理論上，傳感??器安裝位置離聲發(fā)射源越近


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