收藏本站
《大连交通大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

磨料水射流切割工程陶瓷机理及关键技术的研究

张凤莲  
【摘要】: 工程陶瓷不易被氧化、具有耐腐蚀、耐高温和耐磨损等优良性能。随着加工技术的发展,它有着替代其它材料的可能性,但工程陶瓷又是硬脆难加工的材料,采用传统的加工方法,使其加工成本高,加工效率低,加工质量不理想,并且有特殊形状要求的产品很难加工完成,限制了它的应用范围。对于工程陶瓷而言,磨料水射流(AWJ)加工是经济有效的非传统加工技术,它没有热、电和化学反应过程,在工件内不产生冶金、化学或物理特性的变化。可以加工出优质高效具有特殊性能的新型工程陶瓷产品。使其广泛应用于机械、电子、航空航天、国防工业、生物工程等领域。目前我国在磨料水射流切割工程陶瓷机理及关键技术方面的研究还很不充分,国内磨料水射流设备主要靠进口。此外由于缺少对磨料水射流切割机理的深入研究,引进设备的性能没有得到充分利用,加工产品的质量、效率及成本都与发达国家有相当大的差距。因此,本文研究成果的实施和进一步推广,会提高工程陶瓷产品的加工能力和扩大工程陶瓷的应用领域,对改善国内磨料水射流加工现状具有重要的现实意义。 本文在实验的基础上,结合计算机仿真技术,对磨料水射流切割工程陶瓷机理及关键技术进行了深入研究。 1.概述了工程陶瓷特殊加工技术和磨料水射流切割技术及其理论研究领域的最新发展。分析了磨料水射流切割工程陶瓷的关键技术,阐明了本文研究的目的和意义。 2.应用两相流理论,分析磨料水射流的混合机理和流动特点,建立冲击力模型,进一步研究磨料水射流切割工程陶瓷,得出其切割机理是,磨料水射流喷射到工程陶瓷上,产生强大的冲击力,破坏陶瓷表面,形成微裂纹。水进入微裂纹形成水楔作用,在裂纹尖端拉应力集中;带有锋利棱角的磨粒对陶瓷进行微切削;液固两相高能束流对陶瓷产生强烈的冲蚀作用。在这几方面的作用下,裂纹进一步扩展,形成切槽。 3.采用不同的工艺参数组合,用磨料水射流对几种常用工程陶瓷进行切割实验。研究分析了射流压力、磨料水喷嘴横移速度、靶距、磨料流量等工艺参数对切割效率和切割质量的影响。 4.以理论为基础,应用实验数据得出模糊推理规则,建立了模糊控制模型。这个特殊的模糊控制模型可以预测在任何给定一组加工参数时,磨料水射流切割工程陶瓷材料可获得的切割深度。在给定切深的条件下,遗传算法结合模糊模型可以自动确定磨料水射流切割多种材料时的最佳参数组合。 5.磨料水射流在磨料水喷嘴内流动时,对磨料水喷嘴会造成磨损,本文对磨损因素进行分类和确定。分别在实验和模拟仿真两种情况下,研究磨料水喷嘴的磨损规律,优化磨料水喷嘴结构。在实验的基础上研究了磨料水喷嘴的材料与加工工艺,提出了磨料水喷嘴国产化的途径。 通过对磨料水射流理论的研究,为我国磨料水射流设备的设计和开发提供理论参考,通过实验得到的实验数据为生产磨料水射流系统中的关键部件提供设计参数。通过对工艺参数的研究,有效地利用各切割参数,达到切割效率和切割质量的最佳结合。基于混合策略优化工艺参数,节省了大量的实验工作,得到最佳切割效果。本文应用Fluent软件对磨料水喷嘴内部结构进行仿真,优化磨料水喷嘴结构,选用WC—Co粉末为磨料水喷嘴材料,用冷等静压压制喷嘴毛坯,用真空烧结成型。采用数控电火花高速穿孔机床加工磨料水喷嘴内部结构,加工出磨料水喷嘴内孔后,采用“挤压珩磨”加工,研制出的磨料水喷嘴与进口磨料水喷嘴相比,成本节省了50%。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ174.62

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李德玉;基于低温气体环境冰粒即时制备及冰射流表面脱漆研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吴逾强;高压磨料射流切缝特性实验研究[D];重庆大学;2011年
2 耿鹏飞;高压水射流切割工艺参数的研究[D];燕山大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江山,方湄,殷秋生,白俊英;颗粒粉碎能耗与粒度的关系[J];北京科技大学学报;1996年02期
2 张运祺;;高压水射流——切割复合材料的新技术[J];玻璃钢;1994年04期
3 胡鹤鸣;陈永灿;李玲;曾成杰;;旋转水射流冲击压强的实验分析[J];长江流域资源与环境;2007年01期
4 周振君,刘家臣,扬正方,袁启明;可加工陶瓷研究现状[J];材料导报;2001年01期
5 宋博岩;郭金全;胡富强;孙小珠;;难加工材料的电火花加工脉冲电源研究[J];电加工与模具;2006年05期
6 廖振方,唐川林;自激振荡脉冲射流喷嘴的理论分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年02期
7 曾国辉;;可加工陶瓷材料的发展[J];佛山陶瓷;2005年12期
8 胡玉景;张建华;任升峰;刘长霞;;不同电规准条件下硬质合金电火花加工性能的研究[J];工具技术;2006年01期
9 金海云,乔冠军,高积强,金志浩;可加工陶瓷研究进展[J];硅酸盐通报;2005年04期
10 贾志新,艾冬梅,张勤河,张建华;工程陶瓷材料加工技术现状[J];机械工程材料;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭灵虹,钟辉;X射线衍射及在冶金和材料科学中应用[J];四川有色金属;1994年04期
2 郭灵虹,陈世途;废弃金刚石刀具选择性浸出及回收工艺研究[J];四川有色金属;1996年01期
3 钱光毅;;基于空化原理的孔板污水处理设备性能模拟[J];四川建筑科学研究;2010年02期
4 田晓艳;;计算智能主要算法研究[J];安防科技;2009年12期
5 杜皖宁;延长辊轴筛筛片使用寿命的研究[J];安徽机电学院学报;2000年01期
6 袁根福,丁厚福;微合金化非调质钢40MnVTi拉伸与冲击性能的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1996年02期
7 韩庐生;;感官测量模糊评判法在气象中的应用[J];现代农业科技;2008年14期
8 孙家军;韩冬;何开棘;王开明;;掺杂BTO基压电陶瓷制备及介电性能[J];辽宁科技大学学报;2009年04期
9 龙芝辉,汪志明,王小秋,陈文亮;射流作用下岩石局部渗流压力分布的研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
10 李倩;卢义玉;李晓红;康勇;赵瑜;;空泡在水射流中初生和溃灭的数值计算[J];地下空间与工程学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛胜雄;浩军;毅斌;陈正文;永强;华清;于雷;;超高压水射流除锈机理试验研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 祁生文;伍法权;;基于模糊数学的TBM施工岩体质量分级研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 曹浪财;罗键;;一种改进求解TSP问题智能蚂蚁算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 徐耀群;何少平;;傅立叶混沌神经网络及其在优化中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 范实;周庆宪;;泥浆泵曲轴压盖42CrMo钢螺栓断裂失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
10 张明;赵长征;邸曼;张颖;;汽车电气线路火灾危险性及其鉴定技术的研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 衣正尧;用于搭载船舶除锈清洗器的爬壁机器人研究[D];大连海事大学;2010年
6 王兴如;基于超高压纯水射流的船壁除锈除漆关键技术与爬壁试验研究[D];大连海事大学;2010年
7 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
8 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
9 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
10 曾桂忠;球磨机装补球方法体系研究与精确化装补球软件开发[D];昆明理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔令志;纳米陶瓷超声振动磨削表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
2 吕国庆;前混合水射流喷丸强化数值模拟与试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
5 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年
6 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
7 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
8 刘文昊;基于模糊聚类和纹版辅助的织物疵点检测算法研究[D];浙江理工大学;2010年
9 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
10 赵芳;基于开源WebGIS平台的地理信息系统应用研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张运祺;;高压水射流——切割复合材料的新技术[J];玻璃钢;1994年04期
2 杨晓东,金敬福;冰的粘附机理与抗冻粘技术进展[J];长春理工大学学报;2002年04期
3 王军;磨料水射流切削金属表面涂层薄铁的加工性研究(英文)[J];大连理工大学学报;1998年S1期
4 宋拥政,温效康,粱志强;磨料水射流等现代切割技术的研究与分析[J];锻压机械;1994年04期
5 ;水射流采煤——一个有前途的技术[J];川煤科技;1973年01期
6 刘力红;刘本立;;冰粒参数对冰粒射流表面清洗性能的影响[J];管道技术与设备;2008年06期
7 程光;国外高压水射流技术的新发展[J];河北煤炭;1986年01期
8 袁江涛;杨立;张健;陈翾;;有限气体容积内的液滴传热传质模型与理论分析[J];海军工程大学学报;2010年03期
9 蒋勇,朱宁,陈军,范维澄;喷雾过程液滴蒸发计算研究[J];火灾科学;2001年01期
10 张凤莲;王秀伦;;基于混合策略的磨料水射流切割工艺参数的优化[J];机床与液压;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李雪松;基于可压缩流方法的大涡模拟及其工程化应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
2 刘小健;磨料浆体射流技术及其机理研究[D];上海大学;2006年
3 朱洪涛;精密磨料水射流加工硬脆材料冲蚀机理及抛光技术研究[D];山东大学;2007年
4 孙小波;可压缩剪切湍流的直接模拟和大涡模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
5 王明波;磨料水射流结构特性与破岩机理研究[D];中国石油大学;2007年
6 韩省思;超声速燃烧中湍流模型的研究[D];中国科学技术大学;2009年
7 赵健新;水力挤注式磨料水射流形成机理及装备的研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 魏欣;基于相位式增压器的磨料水射流切割机及其切割模型的研究[D];南京理工大学;2002年
2 雷向阳;高围压下前混合磨料射流的切割机理及实验研究[D];重庆大学;2003年
3 陶彬;高压水射流加工理论与技术基础研究[D];大连理工大学;2003年
4 郑光;飞机蒙皮激光脱漆技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
5 曹玮;基于CFD的气动喷砂机理与喷砂流场特性研究[D];大庆石油学院;2006年
6 杨桂林;磨料水射流切割断面质量控制的研究[D];西华大学;2006年
7 李艳;液氮冷藏车喷淋冷冻冷藏性能模拟分析[D];吉林大学;2006年
8 吴锐;过冷法动态冰浆制取的分析及实验[D];华中科技大学;2006年
9 张曙光;基于倾角补偿的磨料水射流曲线切割技术研究[D];山东大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡士廉;陶瓷材料的超塑性研究[J];兵器材料科学与工程;1995年02期
2 侯健,韩育礼;超高压磨料水射流切割系统试验研究[J];兵工学报;2000年03期
3 张宝雷,周万村,马泽忠;三峡地区主要地类的自动提取方法研究[J];长江流域资源与环境;2005年04期
4 周振君,刘家臣,扬正方,袁启明;可加工陶瓷研究现状[J];材料导报;2001年01期
5 王向东;乔冠军;金志浩;;可加工陶瓷研究的新进展[J];材料导报;2001年04期
6 郭景坤,冯楚德;纳米陶瓷的最近进展[J];材料研究学报;1995年05期
7 王斌修,李淑玉,罗逸苇;高能小脉宽电火花加工稳定性分析[J];电加工与模具;2003年04期
8 周继烈,凌湛,徐建中;硬质合金电火花加工裂纹特性分析[J];电加工与模具;2003年06期
9 王振龙,夏良俊,赵万生;半导体硅材料的电火花加工技术研究[J];电加工与模具;2004年01期
10 胡玉景;张建华;任升峰;刘长霞;;不同电规准条件下硬质合金电火花加工性能的研究[J];工具技术;2006年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周会娜;;工程陶瓷磨削力建模的研究[J];天津职业院校联合学报;2008年05期
2 骆志高;徐小青;王海涵;;基于GA-神经网络的工程陶瓷材料电加工参数优化研究[J];机床与液压;2006年10期
3 刘素一;非线性理论在PID控制器中的应用[J];武汉科技学院学报;2005年10期
4 徐强;李静;陈健云;;改进的灾害损失等级模糊划分模型[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年05期
5 高军;赵国群;季廷炜;阮立群;张伟杰;张承瑞;;软计算在塑性成形中的应用研究[J];塑性工程学报;2006年03期
6 张凤莲;工程陶瓷磨料水射流加工工艺参数对加工质量的影响[J];制造技术与机床;2003年12期
7 张凤莲;磨料水射流提高加工工程陶瓷效率试验研究[J];大连铁道学院学报;2003年03期
8 张凤莲;磨料水射流切割工程陶瓷机理分析[J];机床与液压;2004年06期
9 ;用水射流切削岩石或钻孔[J];采矿技术;1992年09期
10 任保林,张春燕,和占阳,戴卜兵,李刚;磨料水射流脱碳和除鳞的试验[J];流体机械;1994年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汪民乐;高晓光;李勇;;新型遗传模糊C-均值聚类算法及其在导弹目标选择中的应用[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
2 崔宝侠;董丽萍;历长云;李英民;;专家系统及其在薄钢板矫直中的应用[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
3 王杰娟;庄锦山;陈浩光;;基于遗传算法的效能评估模糊推理方法[A];中国运筹学会第八届学术交流会论文集[C];2006年
4 朱丽业;吴惕华;;智能控制在现代钢铁工业中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
5 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
6 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
7 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
8 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
9 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
10 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林 鸣;错位的“模糊理论”[N];中国质量报;2004年
2 冀渝;不用增韧材料制取高韧性陶瓷获成功[N];广东建设报;2006年
3 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
4 ;基于SOC/IP的智能传感器设计研究(上)[N];电子报;2007年
5 唐得胜;学会用现代数学解决军事问题[N];解放军报;2006年
6 冯永芳;和谐社会中的模糊哲学[N];中山日报;2008年
7 孙广明;空调6个核心控制部件研发成功[N];光明日报;2003年
8 ;中长期电力需求预测及其系统开发[N];科技日报;2006年
9 许森;用发展的眼光看专业“对口”[N];解放军报;2004年
10 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张凤莲;磨料水射流切割工程陶瓷机理及关键技术的研究[D];大连交通大学;2010年
2 梁剑;铁路集装箱物流中心站资源配置决策研究[D];西南交通大学;2010年
3 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
4 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
5 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
6 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
7 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
8 孙力;基于模糊理论的化工过程多目标优化集成研究[D];大连理工大学;2004年
9 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
10 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 聂斌;复杂分类问题的研究和模糊集再分类模型[D];华东师范大学;2009年
2 奚文;面向机械制造系统的设施布置与优化模型设计[D];辽宁工程技术大学;2006年
3 崔瑞娟;模糊项目调度优化算法研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 刘鹏;X射线检测中缺陷智能识别技术的研究[D];中北大学;2008年
5 陈志强;不确定资源约束下的项目调度问题研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
7 张庆生;模糊遗传算法在军事训练评估与决策中的应用[D];大连理工大学;2005年
8 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
9 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
10 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026