金屬陶瓷材料因其具有優(yōu)異的性能,在航空航天、加工制造、溫度測(cè)量、石化工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。金屬陶瓷的推廣使用,很大程度上取決于其加工技術(shù)的發(fā)展,但由于其高強(qiáng)度、高硬度、易脆性和機(jī)械加工困難等特點(diǎn),嚴(yán)重影響了其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此,金屬陶瓷的加工技術(shù)難題是目前急需解決的問(wèn)題,對(duì)金屬陶瓷電火花加工技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。本文在綜述了金屬陶瓷材料和電火花加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,從溫度場(chǎng)仿真分析、工藝試驗(yàn)研究、表面微觀特性分析和工藝參數(shù)優(yōu)化等方面對(duì)Ti C/Ni金屬陶瓷電火花加工技術(shù)進(jìn)行了研究。建立碳化鈦顆粒隨機(jī)分布模型,對(duì)Ti C/Ni金屬陶瓷電火花加工單脈沖放電溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真,研究了峰值電流和脈寬對(duì)材料蝕除凹坑尺寸的影響;通過(guò)與材料均一分布模型仿真結(jié)果的比較,驗(yàn)證了顆粒隨機(jī)分布模型仿真的有效性;建立基于單脈沖放電溫度場(chǎng)結(jié)果的材料蝕除率和表面粗糙度預(yù)測(cè)模型,并通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。進(jìn)行Ti C/Ni金屬陶瓷電火花加工工藝試驗(yàn),研究了正負(fù)極性、峰值電流、脈寬及脈間等加工工藝參數(shù)對(duì)工件材料蝕除率、側(cè)面間隙和表面粗糙度的影響規(guī)律;通過(guò)對(duì)Ti C/Ni金屬陶瓷電火花加工表面形... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 電火花加工技術(shù)概述
    1.3 金屬陶瓷材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬陶瓷材料的制備工藝與性能
        1.3.2 金屬陶瓷材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 金屬陶瓷和導(dǎo)電陶瓷材料電火花加工研究現(xiàn)狀
    1.4 電火花加工溫度場(chǎng)仿真的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工溫度場(chǎng)仿真研究
    2.1 引言
    2.2 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工單脈沖放電模型的建立
        2.2.1 仿真中的假設(shè)條件
        2.2.2 物理模型的建立
        2.2.3 顆粒隨機(jī)分布幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
        2.2.4 工件材料物理參數(shù)及相變的處理
        2.2.5 仿真中的材料蝕除假設(shè)
    2.3 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工單脈沖放電仿真分析
        2.3.1 單脈沖放電能量分析
        2.3.2 單脈沖放電熱源分析
        2.3.3 放電通道半徑計(jì)算
        2.3.4 邊界條件
        2.3.5 單脈沖放電溫度場(chǎng)仿真流程
    2.4 仿真結(jié)果分析
        2.4.1 峰值電流對(duì)材料蝕除的影響
        2.4.2 脈寬對(duì)材料蝕除的影響
        2.4.3 單脈沖放電材料蝕除分析
        2.4.4 基于溫度場(chǎng)仿真結(jié)果的材料蝕除率建模
        2.4.5 基于溫度場(chǎng)仿真結(jié)果的表面粗糙度建模
    2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.1 顆粒隨機(jī)分布模型有效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.2 電火花加工材料蝕除率的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.3 電火花加工表面粗糙度的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工工藝試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)測(cè)量方法
        3.2.1 試驗(yàn)裝置
        3.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量方法
    3.3 加工工藝參數(shù)對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響研究
        3.3.1 正負(fù)極性對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.2 峰值電流對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.3 脈寬對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.4 脈間對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.5 伺服電壓對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.6 伺服速度對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.7 加工時(shí)間對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
        3.3.8 抬刀高度對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的影響
    3.4 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工表面微觀特性分析
        3.4.1 TiC/Ni金屬陶瓷原始表面及成分分析
        3.4.2 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工表面成分分析
        3.4.3 峰值電流對(duì)材料蝕除方式的影響
        3.4.4 脈寬對(duì)材料蝕除方式的影響
        3.4.5 加工表面熔化凝固層的分析
        3.4.6 電火花加工表面裂紋分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工工藝參數(shù)優(yōu)化研究
    4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.2 信噪比分析
    4.3 單目標(biāo)工藝參數(shù)優(yōu)化分析
        4.3.1 工件材料蝕除率的單目標(biāo)優(yōu)化分析
        4.3.2 側(cè)面間隙的單目標(biāo)優(yōu)化分析
        4.3.3 表面粗糙度的單目標(biāo)優(yōu)化分析
    4.4 多目標(biāo)工藝參數(shù)優(yōu)化分析
        4.4.1 灰關(guān)聯(lián)分析方法
        4.4.2 基于灰關(guān)聯(lián)分析的多目標(biāo)工藝參數(shù)優(yōu)化
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]隨機(jī)分布納米顆粒增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料性能數(shù)值模擬分析[J]. 浦毅杰,羅冬梅,蔡健.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]電火花加工過(guò)程的溫度場(chǎng)仿真與研究[J]. 陳日,郭鐘寧,劉江文,鄭文書(shū).  計(jì)算機(jī)仿真. 2015(02)
[3]神奇火花 綠色智造 精密微細(xì) 性能可靠——2014年全國(guó)電火花成形加工技術(shù)研討會(huì)在古城西安舉行[J]. 伏金娟.  電加工與模具. 2014(06)
[4]基于有限元對(duì)電火花加工熱影響層厚度預(yù)測(cè)的研究[J]. 李麗,畢方淇,谷萌.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2014(15)
[5]金屬陶瓷先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 張勇,張國(guó)慶,李周,王雙喜,付書(shū)紅,王濤,曾維虎.  材料導(dǎo)報(bào). 2012(17)
[6]基于背景網(wǎng)格的混凝土細(xì)觀力學(xué)預(yù)處理方法[J]. 秦川,郭長(zhǎng)青,張楚漢.  水利學(xué)報(bào). 2011(08)
[7]45鋼噴射電鍍Ni層激光重熔溫度場(chǎng)數(shù)值模擬及參數(shù)優(yōu)化[J]. 劉志東,陳勇,黃因慧,田宗軍,何靜波.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[8]電火花放電蝕坑的有限元熱分析[J]. 高陽(yáng),劉林,郭常寧,倪揚(yáng).  電加工與模具. 2008(02)
[9]超音速火焰噴涂合成TiC-Ni涂層滑動(dòng)磨損性能研究[J]. 姚海玉,王引真,王海芳,王瑋.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2006(01)
[10]活化燒結(jié)制備TiC-Ni金屬陶瓷復(fù)合材料及其性能[J]. 吳巖,于寶海,任英磊,張海峰.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2005(03)

博士論文
[1]TN85金屬陶瓷球面偶件ELID超精密磨削技術(shù)研究[D]. 佟富強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料電火花加工的建模與仿真[D]. 張清芬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3167093