在航天及核聚變等領(lǐng)域,光學(xué)玻璃由于其物理性能、光學(xué)性能良好,被廣泛應(yīng)用。K9玻璃作為光學(xué)玻璃中應(yīng)用較為廣泛的一種,對其表面質(zhì)量的要求也越來越高。目前,對K9玻璃的超精密加工工藝及加工方法已成為先進制造領(lǐng)域的重點研究方向。受限于材料本身的物理特性,K9玻璃是難加工的硬脆材料,加工過程中極易造成損傷,導(dǎo)致表面質(zhì)量下降。對于裂紋如何產(chǎn)生及擴展過程,受限于難以在實驗中觀察獲得,對此的研究極少。應(yīng)用仿真手段研究材料在加工過程中的變化是一種極為有效的方法。應(yīng)用光滑粒子流體動力學(xué)（SPH）方法能夠?qū)崿F(xiàn)與實際超精密加工尺度接近的仿真過程。本文基于當前研究的不足及實驗過程難以觀察的現(xiàn)狀,應(yīng)用光滑粒子流體動力學(xué)方法對K9玻璃的材料去除形式、加工損傷及裂紋擴展過程開展了一系列仿真研究,并進行了K9玻璃變切深刻劃實驗驗證了仿真結(jié)果的正確性,具體工作如下:應(yīng)用JH-2本構(gòu)模型建立了K9玻璃的SPH單顆粒磨削的仿真模型及四種最常用的磨粒形狀仿真磨削模型。通過對磨削力、磨削后表面質(zhì)量的分析,得到:磨削深度為0.1μm時,K9玻璃可以實現(xiàn)完全的塑性域去除;在磨削深度為0.2μm時開始出現(xiàn)脆性斷裂,在深度為0.4μm時... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 課題來源、研究背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題的研究背景和意義
    1.2 K9玻璃加工損傷的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 K9玻璃超精密加工損傷實驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 光滑粒子流體動力學(xué)仿真超精密加工過程的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
2.材料斷裂力學(xué)及SPH方法
    2.1 引言
    2.2 脆性材料斷裂力學(xué)理論
        2.2.1 Griffith的斷裂能量理論
        2.2.2 均勻拉伸下裂紋擴展原理
        2.2.3 裂紋增長的可逆性
        2.2.4 裂紋擴展方式及材料斷裂韌性
    2.3 SPH方法
        2.3.1 SPH方法基礎(chǔ)
        2.3.2 材料模型分析
        2.3.3 SPH仿真方法
    2.4 本章小結(jié)
3.基于SPH方法的K9玻璃磨削加工損傷研究
    3.1 引言
    3.2 多磨削深度及磨粒形狀建模
        3.2.1 多深度磨削仿真建模
        3.2.2 多形狀磨粒磨削仿真建模
    3.3 磨削原理
    3.4 多深度磨削仿真分析
        3.4.1 磨削力分析
        3.4.2 磨削表面質(zhì)量分析
    3.5 多形狀磨粒磨削仿真分析
        3.5.1 磨削力及力比
        3.5.2 材料能量分析
        3.5.3 磨粒形狀對表面質(zhì)量影響
    3.6 結(jié)論驗證
    3.7 本章小結(jié)
4.基于SPH方法的K9玻璃裂紋擴展研究
    4.1 引言
    4.2 單磨粒刻劃K9玻璃建模
    4.3 結(jié)果分析與討論
        4.3.1 SPH仿真分析
        4.3.2 初始裂紋擴展
        4.3.3 裂紋延遲擴展
        4.3.4 理論模型驗證
    4.4 本章小結(jié)
5.K9玻璃變切深刻劃實驗研究
    5.1 變切深刻劃實驗原理及設(shè)備
        5.1.1 變切深刻劃原理
        5.1.2 劃痕實驗設(shè)備
        5.1.3 K9玻璃表面檢測
    5.2 刻劃實驗結(jié)果分析
        5.2.1 劃痕形貌檢測
        5.2.2 裂紋擴展過程
        5.2.3 刻劃力驗證
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]光學(xué)玻璃進展（八）——大型天文望遠鏡鏡坯玻璃（續(xù)）[J]. 蔣亞絲.  玻璃與搪瓷. 2018(06)
[4]TC4鈦合金切削過程顯微結(jié)構(gòu)變化的研究[J]. 尹浩,鄭雷.  機床與液壓. 2018(23)
[5]神光Ⅱ激光裝置研制[J]. 朱健強,陳紹和,鄭玉霞,黃關(guān)龍,劉仁紅,唐賢忠,張明科,徐振華,沈麗青,陳慶浩,彭增云,朱寶強,竺慶春,唐永興,張偉清,唐福林,劉鳳翹,毛楚生,朱儉,馬偉新,李學(xué)春,楊琳,王樹森,楊義,蔡希潔,林尊琪,范滇元,王世績,顧援,鄧錫銘.  中國激光. 2019(01)
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碩士論文
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[2]基于虛擬砂輪建模的打磨轉(zhuǎn)速對鋼軌打磨磨削行為影響[D]. 商維.西南交通大學(xué) 2017
[3]光學(xué)玻璃磨削亞表面裂紋分析及深度預(yù)測研究[D]. 冷冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
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[5]光學(xué)元件磨拋加工亞表面損傷分析與檢測技術(shù)研究[D]. 吳沿鵬.廈門大學(xué) 2014
[6]光學(xué)玻璃納米力學(xué)性能研究[D]. 張小冀.大連理工大學(xué) 2014
[7]光學(xué)玻璃單顆磨粒磨削過程的仿真與實驗研究[D]. 李志鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]基于SPH法的超精密切削過程仿真研究[D]. 魏延軍.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3277976