本文關(guān)鍵詞：碳化硅磨削去除機(jī)理及亞表面裂紋研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著空間光學(xué)系統(tǒng)主鏡口徑的不斷增大，對(duì)其主鏡材料機(jī)械物理性能要求越來(lái)越高。碳化硅是一種理想的空間反射鏡主鏡材料，但由于碳化硅陶瓷高硬度、低斷裂韌性的特點(diǎn)，導(dǎo)致其可加工性很差，磨削加工過(guò)程中容易留下亞表面裂紋等損傷，因此深入研究碳化硅陶瓷磨削加工過(guò)程中的材料去除機(jī)理與亞表面裂紋對(duì)提高碳化硅磨削表面質(zhì)量有著重要意義。 本文采用顆粒流離散單元法對(duì)碳化硅陶瓷材料進(jìn)行建模，，采用仿真實(shí)驗(yàn)的方法校準(zhǔn)離散元材料模型并進(jìn)行磨削過(guò)程仿真，研究碳化硅磨削過(guò)程中裂紋形成過(guò)程以及工藝參數(shù)對(duì)加工裂紋與磨削力的影響。進(jìn)行維氏壓痕試驗(yàn)，分析碳化硅陶瓷硬度與斷裂韌性，研究維氏壓痕裂紋系統(tǒng)；采用維氏壓頭對(duì)碳化硅進(jìn)行微刻劃試驗(yàn)，研究碳化硅在單顆�？虅潡l件下的材料去除方式。 進(jìn)行碳化硅陶瓷磨削工藝試驗(yàn)，分析磨削表面形貌與材料去除方式，采用離子束加工技術(shù)對(duì)磨削表面進(jìn)行截面拋光，得到準(zhǔn)確的磨削亞表面損傷特征，研究了不同工藝方式與工藝參數(shù)下碳化硅陶瓷磨削亞表面裂紋的形式與深度。研究表明超聲振動(dòng)輔助磨削不僅降低了磨削表面粗糙度，且顯著地抑制了亞表面裂紋的產(chǎn)生，亞表面裂紋數(shù)量和深度上都小于無(wú)超聲振動(dòng)磨削。通過(guò)對(duì)端面銑磨的亞表面裂紋的統(tǒng)計(jì)與觀察，得到了碳化硅磨削亞表面裂紋的形式與深度分布以及磨削深度和轉(zhuǎn)速對(duì)裂紋深度的影響。
【關(guān)鍵詞】：碳化硅 離散元 截面拋光 亞表面裂紋
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：V262.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 陶瓷材料磨削加工技術(shù)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 陶瓷材料磨削加工方法9-11
• 1.2.2 陶瓷磨削機(jī)理研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 磨削亞表面損傷研究現(xiàn)狀13
• 1.3 顆粒流離散單元法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 離散元方法發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 硬脆材料加工離散元仿真14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 碳化硅單顆磨粒磨削過(guò)程離散元仿真16-33
• 2.1 引言16
• 2.2 陶瓷磨削加工離散元仿真的理論基礎(chǔ)16-18
• 2.2.1 顆粒流離散元的材料集合方式16-17
• 2.2.2 顆粒流離散元的計(jì)算方法17-18
• 2.3 碳化硅陶瓷材料的離散元模型的建立18-25
• 2.3.1 離散元模型的粒徑及材料規(guī)模選取18-19
• 2.3.2 離散元材料的生成19
• 2.3.3 材料參數(shù)的校準(zhǔn)19-25
• 2.4 碳化硅磨削過(guò)程離散元仿真25-32
• 2.4.1 建立單顆磨粒磨削離散元模型25-26
• 2.4.2 碳化硅磨削仿真應(yīng)力分析26-29
• 2.4.3 磨削深度對(duì)亞表面裂紋的影響29-30
• 2.4.4 磨削速度對(duì)亞表面裂紋及磨削力的影響30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 碳化硅陶瓷維氏壓頭壓痕與刻劃實(shí)驗(yàn)33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 維氏壓痕實(shí)驗(yàn)33-38
• 3.2.1 碳化硅維氏壓痕尺寸與硬度34-35
• 3.2.2 碳化硅陶瓷維氏壓痕裂紋尺寸與斷裂韌性35-38
• 3.2.3 碳化硅陶瓷維氏壓痕斷裂破壞38
• 3.3 維氏壓頭刻劃實(shí)驗(yàn)38-44
• 3.3.1 陶瓷材料單顆磨粒磨削模型39-40
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方案40-41
• 3.3.3 刻劃實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 碳化硅陶瓷磨削實(shí)驗(yàn)及亞表面裂紋研究45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 碳化硅陶瓷磨削亞表面裂紋檢測(cè)方法45-47
• 4.2.1 常用亞表面裂紋檢測(cè)方法45-46
• 4.2.2 離子截面拋光技術(shù)46-47
• 4.3 碳化硅陶瓷磨削實(shí)驗(yàn)47-51
• 4.3.1 磨削工藝試驗(yàn)47-49
• 4.3.2 磨削表面形貌與去除機(jī)理49-51
• 4.4 碳化硅陶瓷磨削亞表面損傷51-58
• 4.4.1 磨削表面破碎層深度51-53
• 4.4.2 磨削亞表面裂紋53-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65

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