收藏本站
收藏 | 论文排版

工程陶瓷高效深磨温度场有限元分析与仿真

何利民  
【摘要】: 工程陶瓷以其高强度、低膨胀率、耐磨损及高化学稳定性等优越的性能被广泛应用于机械、冶金和化工等工程领域中。目前陶瓷加工主要采用普通磨削和高速浅磨加工方法,加工效率低、成本高。高效深磨以大切深,高砂轮线速度为主要工艺特征,既能实现高的切除率,又能保证高的加工表面质量。磨削加工切除单位体积材料时需要非常高的能量输入,并且大部分会以热能的形式进入工件,导致磨削区的温度升高,当磨削温度较高时,零件金相组织将发生变化,甚至出现磨削烧伤和磨削裂纹的一系列磨削缺陷。因此,研究陶瓷高效深磨温度来探索解决产生磨削缺陷的热机理以及寻求控制磨削工件质量具有重要的现实意义。 本文首先利用解析法对高效深磨温度场进行了分析,然后利用有限元法详细地分析了磨削参数如砂轮线速度、工件磨削深度、工作台速度等对氧化铝及部分稳定氧化锆两种工程陶瓷材料高速高效磨削温度场的影响规律,预测了钛合金高效深磨温度场的变化趋势。同时分析了磨削温度对工程陶瓷材料的热应力的影响,利用其结果对磨削热裂纹进行了探讨。最后用实验对有限元仿真结果进行了验证。 通过研究发现,利用有限元分析软件可以对高效深磨温度场进行有效的仿真分析,其结果与实验测量值误差较少,且比解析解更精确地反应了磨削过程中温度场的变化规律。比较后发现,浅磨与深磨温度场有很大的差别,针对不同的材料,温度场显示出不同的趋势。浅磨比深磨材料受高温影响深度小,但温度梯度大。高温大量聚集在加工表面,对表面下材料影响很小,传热比大的材料温度对其表层的影响深度要大,其温度梯度相对要小。湿磨可有效地降低磨削区温度,传热比大的材料受冷却的效果更明显。同时发现,温度梯度和热应力的大小与热裂纹的形成存在一定的对应关系。 本文的研究成果揭示了工程陶瓷高效深磨温度场及热应力的内在规律,有助于建立完善的高效深切磨削基础理论体系,对生产实践有一定的指导意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 于丽丽;刘永红;李小朋;纪仁杰;;有限元法在电火花加工中的应用[J];电加工与模具;2006年04期
2 邢栋梁;张建华;赵云峰;沈学会;;铝合金2024-T4铣削温度的有限元仿真研究[J];工具技术;2010年09期
3 钟慧萍;;铸钢件热处理冷却阶段的热应力研究[J];热加工工艺;2008年17期
4 唐绍华;;高速铣削加工温度场建模及分析研究[J];机械设计与制造;2008年11期
5 封恒林;;高温下厚壁长圆筒热应力的有限元分析(一)[J];橡塑技术与装备;1985年03期
6 李洪洋;赵瑞海;曾攀;李培杰;;超大型镁合金压铸机定型板温度场及热应力的有限元分析[J];铸造;2006年01期
7 汪洪峰;王立涛;张光胜;叶欢;;数控铣削加工过程中热源及温度场模型理论的研究[J];成组技术与生产现代化;2008年01期
8 刘占瑞;李长河;;纳米氧化锆陶瓷精密磨削温度场建模及有限元仿真[J];制造技术与机床;2010年09期
9 郭力;谢桂枝;;工程陶瓷高效深磨表面粗糙度研究[J];精密制造与自动化;2008年01期
10 郭力;;工程陶瓷高效深磨工件表面粗糙度研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2007年04期
11 钱中,程惠尔,吴俐俊;高炉铸钢冷却壁传热和结构的影响因素分析[J];上海金属;2005年04期
12 郭力;何利民;谢桂芝;;工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年07期
13 盛晓敏;;工程陶瓷的高速深切磨削[J];世界制造技术与装备市场;2009年05期
14 施平;赵万生;;工程陶瓷材料的电火花加工[J];电加工与模具;1990年01期
15 牟世学;李爱军;;150t新型三点球面支撑型转炉的研究[J];冶金设备;2009年S1期
16 郭力;何利民;;工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真[J];精密制造与自动化;2009年04期
17 李波;银翔;郭力;;工程陶瓷高效深磨声发射实验研究[J];精密制造与自动化;2007年01期
18 张国滨,梁志芳,魏明军,武学泽,王彦生,刘庆禄;螺纹钢筋控冷时传热行为的有限元解析与仿真[J];河北理工学院学报;2003年02期
19 郭力;;工程陶瓷高效深切磨削加工中声发射的实验研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2008年02期
20 郭力;何利民;;工程陶瓷高效深磨温度场的有限元仿真[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张会臣;朱均;张文友;;极压润滑中的应力效应—(Ⅱ)应力分析与计算[A];第二届全国青年摩擦学学术会议论文专辑[C];1993年
2 张淑芳;李文魁;张荣发;;计算机模拟在陶瓷生产过程中的应用[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
3 杜双松;胡献国;冯忆艰;程继贵;;功能梯度材料作为活塞热障涂层的热分析研究[A];第八届全国真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2007年
4 秦渊;倪晓武;陈彦北;;长脉冲激光致铝合金靶产生热应力的数值研究[A];2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集[C];2008年
5 杨治立;朱光俊;;中小型转炉炉壳变形控制[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
6 王志坚;徐成海;李福忠;李孟春;白玉石;;圆柱体工件高压气淬过程中的数值模拟[A];2004’全国真空冶金与表面工程学术研讨会会议论文集[C];2004年
7 巫江虹;王惜慧;唐永柏;陈云贵;;旋转式室温磁制冷机主动式回热器周期性温度场实验研究[A];全国磁热效应材料和磁制冷技术学术研讨会论文集[C];2009年
8 张飞虎;崔玲丽;;用有限元法进行低温磨削钛合金温度场的研究[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
9 蒲亮;张华俊;;商用冷库温度场的实验研究[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年
10 张新宇;高建岭;王晓纯;;U型埋管土壤源热泵土壤温度场的有限元分析[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李志刚;大功率固态激光器中的传热与热应力研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
2 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
3 胡忠举;铝合金快速铸轧新型铍铜材料辊套及其应用性能研究[D];中南大学;2007年
4 李桂华;复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D];合肥工业大学;2006年
5 刘学清;采用微波辐照技术制备热膨胀及玻璃化温度渐变的梯度聚合物材料的研究[D];四川大学;2004年
6 吴明阳;可转位铣刀片温度场、应力场分析及槽型重构研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 陆伟;激光熔覆高速线材轧辊熔覆层开裂问题的研究[D];北京工业大学;2006年
8 徐锋;纳米金刚石薄膜的制备机理及其机械性能研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 鄢锉;激光加热辅助切削Al_2O_3工程陶瓷理论与试验研究[D];湖南大学;2008年
10 张恒华;铝合金半固态触变成形技术及其仿真研究[D];上海大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何利民;工程陶瓷高效深磨温度场有限元分析与仿真[D];湖南大学;2009年
2 毛信龙;PCB组件在再流焊过程中热变形的建模与仿真[D];天津大学;2005年
3 李玉洁;电动调节阀的三维稳态热分析及热强度计算[D];北方工业大学;2009年
4 杨霄;光学玻璃在激光作用过程中的热力效应研究[D];长春理工大学;2009年
5 厉建峰;大型光电阵望远镜结构传热分析与设计[D];南京理工大学;2007年
6 董晓芳;固体火箭发动机燃气舵热分析研究[D];西北工业大学;2005年
7 李潜;国产300MW汽轮机转子热应力在线监测系统开发[D];华北电力大学(北京);2005年
8 刘波;冰层热应力非线性有限元分析[D];天津大学;2004年
9 张忠;平板在瞬态热冲击作用下的应力分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 唐文龙;CO_2激光封口安瓿瓶的研究[D];华中科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 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
2 泉州第七中学 施炜斌 指导教师 陈思鑫 杨利 普及部 供稿;基于LabVIEW的温度场测量系统研究[N];福建科技报;2008年
3 李建安;泰冶高炉热风阀荣获“河北省名牌产品”称号[N];中国冶金报;2007年
4 全国炼钢—连铸知识竞赛组委会专家组;消除凝固应力,提高铸坯质量[N];中国冶金报;2008年
5 记者  葛运溥;青藏高原冻土地区修路有了技术保障[N];中国交通报;2006年
6 葛运溥;驰骋第三极 长歌雪域路[N];中国交通报;2006年
7 本报记者 矫阳 向杰;建高速公路已有技术储备[N];科技日报;2006年
8 记者 辉军 通讯员 张若愚 崔琳;沙漠筑路成套技术最后项目通过验收[N];中国交通报;2005年
9 周忠华;用滑石快烧花孔瓷砖[N];广东建设报;2006年
10 长安大学 马骉;交通部西部交通建设科技项目验收[N];科技日报;2006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
  • 010-62982499
  • 010-62783978