碳化硅（SiC）陶瓷材料具有耐高溫,耐磨損,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且比剛度高等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療儀器、航天航空器和軍事國(guó)防等領(lǐng)域。但是,在常規(guī)的拋光加工中,拋光刀具磨損率高、脆性去除產(chǎn)生的表面劃痕和亞表面損傷嚴(yán)重和應(yīng)力集中導(dǎo)致工件表面殘余應(yīng)力高等問(wèn)題是不可避免的。基于常規(guī)加工方法中加工SiC陶瓷材料是較困難的,本文通過(guò)振動(dòng)輔助拋光加工的方法來(lái)改善加工后工件的表面完整性,并且研究了振動(dòng)輔助拋光SiC表面/亞表面的損傷機(jī)理。本文以SiC陶瓷為主要研究目標(biāo)。首先,設(shè)計(jì)一套二維振動(dòng)輔助拋光裝置。然后,以振動(dòng)輔助拋光加工的去除機(jī)理和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性作為理論基礎(chǔ),建立亞表面損傷預(yù)測(cè)模型,再利用三維有限元仿真技術(shù)進(jìn)行振動(dòng)輔助拋光加工仿真,結(jié)合理論計(jì)算和三維有限元仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)SiC陶瓷工件的振動(dòng)輔助拋光實(shí)驗(yàn),揭示其工藝參數(shù)對(duì)表面粗糙度和亞表面損傷深度的影響規(guī)律。論文主要研究?jī)?nèi)容包括:（1）通過(guò)對(duì)振動(dòng)輔助加工方式優(yōu)勢(shì)的了解,針對(duì)SiC陶瓷材料的加工特性,利用振動(dòng)輔助拋光的加工方式改善SiC的表面完整性。首先,設(shè)計(jì)了一套二維振動(dòng)輔助拋光裝置,通過(guò)對(duì)裝置的柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)分析進(jìn)而計(jì)算得到裝置的運(yùn)動(dòng)行程和固有頻率等性能參數(shù)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題的研究背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
        1.3.1 振動(dòng)輔助加工裝置及方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 材料加工表面/亞表面損傷機(jī)理的研究
        1.3.3 精密加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 本設(shè)計(jì)完成的主要工作
第2章 2D-VAPD的研制
    2.1 2D-VAPD的設(shè)計(jì)與分析
        2.1.1 柔性鉸鏈的選取
        2.1.2 2D-VAPD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.2 2D-VAPD運(yùn)動(dòng)原理分析
    2.3 2D-VAPD靜力學(xué)分析
        2.3.1 裝置剛度計(jì)算
        2.3.2 裝置輸出的最大行程計(jì)算
    2.4 2D-VAPD動(dòng)力學(xué)分析
        2.4.1 裝置固有頻率計(jì)算
    2.5 VAPD結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        2.5.1 適應(yīng)度函數(shù)建立
        2.5.2 改進(jìn)的細(xì)菌覓食算法建立
        2.5.3 裝置參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
        2.5.4 裝置有限元分析
            2.5.4.1 剛度分析
            2.5.4.2 模態(tài)分析
    2.6 2D-VAPD性能測(cè)試與分析
        2.6.1 測(cè)試實(shí)驗(yàn)建立
        2.6.2 掃頻實(shí)驗(yàn)分析與討論
        2.6.3 階躍響應(yīng)測(cè)試分析與討論
        2.6.4 行程測(cè)試實(shí)驗(yàn)分析與討論
        2.6.5 分辨率測(cè)試
        2.6.6 遲滯測(cè)試
    2.7 本章小結(jié)
第3章 振動(dòng)輔助拋光SSD理論建模與數(shù)值模擬
    3.1 SSD模型的建立
        3.1.1 VAPD的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.1.2 SSD模型
    3.2 VAP加工SiC的數(shù)值模擬
        3.2.1 VAP數(shù)值模擬幾何模型的建立
        3.2.2 SiC的本構(gòu)模型
        3.2.3 仿真模型的建立
        3.2.4 VAP有限元模擬和討論
            3.2.4.1 VAP加工過(guò)程仿真
            3.2.4.2 VAP縱向振幅對(duì)SSD的影響
            3.2.4.3 VAP橫向振幅對(duì)SSD的影響
            3.2.4.4 VAP振動(dòng)頻率對(duì)SSD的影響
            3.2.4.5 磨粒尺寸對(duì)SSD的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 SiC加工表面/亞表面損傷實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 SiC陶瓷材料劃痕實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建和材料準(zhǔn)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方案
        4.2.1 表面損傷檢測(cè)方案
        4.2.2 表面殘余應(yīng)力檢測(cè)方案
        4.2.3 SSD檢測(cè)方案
    4.3 劃痕實(shí)驗(yàn)討論與分析
    4.4 SiC拋光實(shí)驗(yàn)探究與分析
        4.4.1 SiC在有/無(wú)振動(dòng)輔助拋光表面形貌與殘余應(yīng)力檢測(cè)分析
        4.4.2 VAP工藝參數(shù)對(duì)工件表面粗糙度影響分析
        4.4.3 VAP工藝參數(shù)對(duì)工件SSD影響分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
    5.1 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號(hào)：3723466