【摘要】：隨著金剛石工具在巖石荒料開采、地質(zhì)勘探、硬脆材料加工等方面得到廣泛的應(yīng)用,對金剛石工具的加工性能和的使用壽命提出了更高的要求。在金剛石工具中,圓鋸片在巖石鋸切中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在巖石的鋸切過程中,巖粉對刀頭的沖蝕作用不但造成刀頭胎體的磨損,也是金剛石磨粒脫落的主要原因。目前國內(nèi)外對于工具磨損的評價(jià)方法主要是實(shí)驗(yàn)測試法,根據(jù)其加工的效率、質(zhì)量、磨損量等來評價(jià)其磨損性能。但是通過實(shí)驗(yàn)方法來測試工具磨損耗時(shí)耗力,且不能實(shí)時(shí)的觀察工具在加工過程中磨損變化的動態(tài)過程,難以指導(dǎo)金剛石工具的胎體材料設(shè)計(jì)。另一方面,一般的金屬基工具都是由粉末燒結(jié)制備,巖石具有明顯的脆性,常用的有限元數(shù)值模擬方法難以處理該類材料斷裂、磨損、去除等非連續(xù)行為。本文采用離散元法建立了刀頭胎體、大理石以及金剛石磨粒與胎體界面的BPM(Bonded-Particle Model)模型,通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)標(biāo)定了模型參數(shù),并由壓痕實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)了模型參數(shù)�；谝陨想x散元模型,引入周期性邊界條件,模擬了多種工藝條件下刀頭胎體—大理石銷盤磨損實(shí)驗(yàn)過程和鋸切大理石過程中刀頭的磨損實(shí)驗(yàn)過程。分析了刀頭胎體與大理石摩擦磨損的動態(tài)變化過程,包括裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展、刀頭胎體顆粒脫落數(shù)目的變化趨勢、刀頭胎體與巖粉層及大理石之間形成三體磨損的界面變化、金剛石的出露及脫落過程等。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了離散元模擬結(jié)果的可靠性,證明應(yīng)用離散元模擬工具磨損具有一定的優(yōu)勢。本文的研究結(jié)果為深入研究金剛石工具的磨損,進(jìn)而為刀頭材料性能設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG717
【圖文】：

刀頭表面金剛石磨損狀態(tài)

大部分都是驗(yàn)證已經(jīng)建立的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。類型選擇和加工工藝參數(shù)的選擇依賴于金剛石具的磨損過程是一個多維度的復(fù)雜過程。在現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)測試和結(jié)果的歸納法是文獻(xiàn)記載中最常見剛石出露的最佳高度 F=1/6ADPD 的理論模型，D，ADPD （Average diamond Particle diametek 模型如圖 1.3 所示。ADPD=V1/3，而 V=57m為 57 立方毫米。金剛石的出露高度決定了金剛金剛石的最大出露高度不能超過最大粒徑的 1/出露高度超過最大粒徑的一半時(shí)將會脫落。W損率和胎體磨損率有著一個匹配關(guān)系。( )( ) ( )G Mdp t- = V t - V tdt石的磨損率，VM(t)表示胎體的磨損率。

圖 1.4 三體模型中，切屑從工具或者加工表面脫落并且隨著加間不斷的移動。事實(shí)上用實(shí)驗(yàn)的方法很難去理況下所發(fā)生的一些物理現(xiàn)象。并且由于像切屑加的復(fù)雜，同時(shí)也產(chǎn)生了不同的磨損機(jī)理。在的離散元方法是理解第三體顆粒行為以及工具最早是在 20 世紀(jì) 70 年代由 Cundall 首先提出究[24]。1986 年，王泳嘉[25]將離散元法引入國速的發(fā)展，但是一開始還是主要應(yīng)用于巖土力機(jī)技術(shù)的發(fā)展，離散元法在工程領(lǐng)域的得到了可以通過連接鍵建立材料內(nèi)部的連接，當(dāng)材料裂來表示，因此離散元法在材料破壞和裂紋的

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本文編號：2763199