本文關(guān)鍵詞：微晶玻璃磨削表面的殘余應(yīng)力研究

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【摘要】：微晶玻璃又稱玻璃陶瓷,具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性,在諸多光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。作為脆性材料,常采用磨削工藝以去除多余材料成型,在此過(guò)程中必然在元件表面產(chǎn)生缺陷,使元件產(chǎn)生不該有的殘余應(yīng)力,此殘余應(yīng)力將直接影響元件的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性(包括光學(xué)元件的表面面形質(zhì)量),從而影響系統(tǒng)的性能和壽命使用安全性,因此,研究微晶玻璃磨削過(guò)程中所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力是很有必要的。本文針對(duì)工藝參數(shù)對(duì)工件磨削殘余應(yīng)力的影響,采用理論研究、有限元模擬和實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合,具體研究?jī)?nèi)容如下:1、基于壓痕斷裂力學(xué)理論,分析了磨削過(guò)程中材料去除機(jī)理;并從壓痕模型中提出殘余應(yīng)力的分布猜想。最后通過(guò)理論分析出熱沖擊對(duì)殘余應(yīng)力的產(chǎn)生基本沒(méi)有影響。2、根據(jù)磨削力的理論計(jì)算公式,得到工藝參數(shù)與磨削力之間的關(guān)系。進(jìn)行磨削過(guò)程有限元模擬,計(jì)算出不同磨削載荷條件下所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,最后分析出各工藝參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響。3、以ZERODUR○R微晶玻璃為研究對(duì)象,采用電鍍金剛石磨頭進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中考慮四種工藝參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:磨削深度越淺、工件進(jìn)給速度越慢、砂輪轉(zhuǎn)速越快所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力越小,這與模擬結(jié)果基本一致;對(duì)于磨粒粒度,其尺寸越小,所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力也越小。這為微晶玻璃磨削的實(shí)際工藝參數(shù)選擇提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：微晶玻璃 殘余應(yīng)力 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ171.733;TG580.6
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的來(lái)源8
• 1.2 課題的背景及意義8-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 殘余應(yīng)力機(jī)理16-22
• 2.1 殘余應(yīng)力分類(lèi)16-17
• 2.2 磨削殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因17-18
• 2.3 殘余應(yīng)力測(cè)試方法18-20
• 2.4 殘余應(yīng)力的影響20-21
• 2.4.1 殘余應(yīng)力對(duì)斷裂強(qiáng)度的影響20
• 2.4.2 殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響20-21
• 2.4.3 殘余應(yīng)力對(duì)工件尺寸穩(wěn)定性的影響21
• 2.5 殘余應(yīng)力的消除方法21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 微晶玻璃材料去除機(jī)理及殘余應(yīng)力場(chǎng)分析22-33
• 3.1 微晶玻璃材料去除機(jī)理22-25
• 3.1.1 靜態(tài)印壓原理22-23
• 3.1.2 彈塑性/脆性去除機(jī)理23-24
• 3.1.3 磨削動(dòng)態(tài)過(guò)程模型24-25
• 3.2 磨削殘余應(yīng)力場(chǎng)分析25-32
• 3.2.1 殘余應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生原因27-28
• 3.2.2 殘余應(yīng)力場(chǎng)分布狀態(tài)28-30
• 3.2.3 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度30
• 3.2.4 塑性區(qū)尺寸估計(jì)30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第四章 微晶玻璃磨削表面殘余應(yīng)力有限元分析33-42
• 4.1 磨削力模型33-35
• 4.2 有限元分析35-41
• 4.2.1 模型的建立35-36
• 4.2.2 載荷的加載36-37
• 4.2.3 應(yīng)力分析的實(shí)現(xiàn)37-38
• 4.2.4 殘余應(yīng)力結(jié)果分析38-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 第五章 微晶玻璃磨削表面殘余應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究42-58
• 5.1 工件殘余應(yīng)力測(cè)量原理42-43
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料及器件43-44
• 5.3 實(shí)驗(yàn)流程44-48
• 5.3.1 工件初始面形測(cè)量44-45
• 5.3.2 工件磨削45-47
• 5.3.3 工件磨削后面形測(cè)量47-48
• 5.4 實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果48-57
• 5.4.1 磨削深度實(shí)驗(yàn)48-50
• 5.4.2 工件進(jìn)給速度實(shí)驗(yàn)50-52
• 5.4.3 磨具轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)52-54
• 5.4.4 磨粒粒度實(shí)驗(yàn)54-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)和展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文64
• 參加學(xué)術(shù)會(huì)議64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1037344