本文關(guān)鍵詞：區(qū)域化固結(jié)磨粒氣壓砂輪對(duì)局域強(qiáng)化模具材料去除的研究

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【摘要】：激光強(qiáng)化技術(shù)可大幅度提高模具表面的硬度、耐磨性和耐腐蝕性,改善模具使用性能和提升使用壽命,但另一方面其高硬度自由曲面面形的復(fù)雜性、局域強(qiáng)化帶來(lái)的硬度差異卻制約了后續(xù)表面精密加工的開(kāi)展。本文針對(duì)模具表面局域強(qiáng)化后產(chǎn)生的硬度差異問(wèn)題,結(jié)合細(xì)觀力學(xué)、Hertz接觸理論及斷裂力學(xué)相關(guān)理論,分析磨粒群集效應(yīng)及材料去除機(jī)理。利用PFC3D及Matlab仿真軟件,模擬區(qū)域化粘結(jié)不同磨粒目數(shù)與粘結(jié)劑百分含量的粘磨層,對(duì)材料去除量的影響規(guī)律,并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)基于顆粒間接觸類(lèi)型的分析,利用離散元仿真軟件PFC3D,從細(xì)觀力學(xué)上探究磨粒目數(shù)與粘結(jié)劑百分比不同的粘磨層在單軸載荷作用下,接觸力網(wǎng)演化、內(nèi)部配位數(shù)和磨�；瑒�(dòng)比例的變化與宏觀力學(xué)性能之間的聯(lián)系,并獲得粘磨層應(yīng)力應(yīng)變曲線。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該仿真模型的準(zhǔn)確性,以說(shuō)明粘磨層區(qū)域化粘結(jié)方法的可行性。(2)基于Hertz接觸理論及斷裂力學(xué)理論,建立單顆磨粒對(duì)模具表面的材料去除模型,并且確定粘磨層表面的有效磨粒數(shù)。在相同磨削速度與應(yīng)力情況下,建立不同粘磨層參數(shù)的材料去除模型。通過(guò)Matlab數(shù)值模擬分析各參數(shù)對(duì)其的影響程度,為針對(duì)局域強(qiáng)化模具硬度過(guò)渡區(qū)而提出的粘磨層區(qū)域化粘結(jié)光整方案建立依據(jù)。(3)基于軟固結(jié)磨粒群氣壓砂輪在光整過(guò)程中接觸應(yīng)力與磨削速度分布,獲得不同粘磨層參數(shù)的氣壓砂輪材料去除預(yù)測(cè)模型。通過(guò)Matlab仿真軟件,構(gòu)建接觸區(qū)域內(nèi)強(qiáng)化區(qū)所占比例及粘磨層區(qū)域化粘結(jié)對(duì)該類(lèi)模具表面的材料去除模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該光整方法能夠?qū)崿F(xiàn)局域強(qiáng)化模具硬度過(guò)渡區(qū)的材料均勻去除,而使得光整加工后的表面質(zhì)量大幅提高。本文的研究成果為離散元分析在軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪光整加工方面的運(yùn)用提供了借鑒,同時(shí)為模具激光強(qiáng)化表面的光整加工,尤其是局域強(qiáng)化表面光整提供了工程指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：氣壓砂輪 局域強(qiáng)化模具 PFC3D 材料去除模型 區(qū)域化固結(jié)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG74
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題的來(lái)源11
• 1.2 論文的研究背景及研究意義11-12
• 1.3 模具局域表面強(qiáng)化技術(shù)及加工現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 局域表面強(qiáng)化模具表面硬度分布13-14
• 1.3.2 模具局域表面強(qiáng)化的加工現(xiàn)狀14-16
• 1.4 軟固結(jié)磨粒群氣壓砂輪光整加工技術(shù)16-18
• 1.5 密集顆粒系統(tǒng)及材料去除理論模型18-19
• 1.6 論文主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 磨粒群細(xì)觀組構(gòu)對(duì)宏觀力學(xué)特性的影響21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 磨粒群集效應(yīng)分析21-27
• 2.2.1 顆粒接觸類(lèi)型22-25
• 2.2.2 粘磨層細(xì)觀結(jié)構(gòu)25-26
• 2.2.3 磨粒能量損失26-27
• 2.3 粘磨層力學(xué)特性仿真分析27-33
• 2.3.1 粘磨層內(nèi)部磨粒接觸力演化分析29-31
• 2.3.2 粘磨層力學(xué)特性仿真31-33
• 2.4 粘磨層力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 粘磨層光整去除機(jī)理研究38-60
• 3.1 引言38
• 3.2 粘磨層光整模型38-47
• 3.2.1 粘磨層表層受壓變形討論38-43
• 3.2.2 單顆磨粒材料去除量分析43-45
• 3.2.3 有效磨粒數(shù)的確定45-47
• 3.3 光整模型參數(shù)確定47-51
• 3.3.1 粘磨層表面形貌47-50
• 3.3.2 粘磨層表面硬度50
• 3.3.3 粘磨層彈性模量50-51
• 3.4 材料去除的Matlab數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證51-58
• 3.4.1 材料去除模型數(shù)值模擬51-55
• 3.4.2 預(yù)測(cè)模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第4章 局域強(qiáng)化模具硬度過(guò)渡區(qū)氣壓砂輪光整加工研究60-82
• 4.1 引言60
• 4.2 軟固結(jié)磨粒群材料去除數(shù)值模擬60-69
• 4.2.1 粘磨層磨削壓力與速度分布特性60-65
• 4.2.2 軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪材料去除模型65-66
• 4.2.3 粘磨層參數(shù)對(duì)材料去除的影響66-69
• 4.3 局域強(qiáng)化模具硬度過(guò)渡區(qū)光整方法69-73
• 4.3.1 局域強(qiáng)化模具表面硬度分布69-70
• 4.3.2 局域強(qiáng)化模具硬度過(guò)渡區(qū)光整數(shù)值模擬70-73
• 4.4 軟固結(jié)磨粒群材料光整實(shí)驗(yàn)73-80
• 4.4.1 試驗(yàn)方案73-74
• 4.4.2 粘磨層區(qū)域化粘結(jié)制作工藝74-75
• 4.4.3 粘磨層均勻分布實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析75-77
• 4.4.4 局域強(qiáng)化模具光整方法驗(yàn)證77-80
• 4.6 本章小結(jié)80-82
• 第5章 總結(jié)與展望82-84
• 5.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容82-83
• 5.2 未來(lái)工作展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果89

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