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SiCp/Al复合材料磨削机理的研究

王福松  
【摘要】:SiCp/Al复合材料以其良好的物理力学性能,在汽车、航天、军事等领域里应用的越来越广泛。但由于基体铝中存在大量的SiC颗粒,使得其加工性能较差,为了获得高的表面质量,采用精密磨床对SiCp/Al复合材料进行了磨削实验,并进行了相应的仿真计算。 本文以单颗粒磨削模型为基础,分析了最大未变形磨屑厚度的变化趋势及其与材料延性去除的关系。结合压痕断裂力学理论,讨论了压痕应力场和裂纹的生长与发展,同时算出了SiC颗粒脆性—延性转变的临界载荷与临界磨削深度。在仿真分析方面,应用有限元分析软件ANSYS对SiCp/Al复合材料进行了实体建模,研究了压头圆弧半径、压痕深度以及SiC颗粒的体积分数对SiCp/Al复合材料延性去除机理的影响。 为了更好地了解SiCp/Al复合材料的磨削机理,在实验方面,采用MG7132型高精度磨床对SiCp/Al复合材料进行了磨削实验,并对实验内容进行了详细的分析。首先,通过奇士乐测力仪研究了磨削参数对磨削力的影响。其次应用TR200粗糙度仪分析了磨削参数、测量方向以及取样长度对工件表面粗糙度的影响。最后,借助于SEM对磨削表面形貌和磨屑形态进行了微观观察,并最终总结了实验中的一些典型形貌和磨屑形态特点。这些实验结果对于获取较高的SiCp/Al复合材料表面质量具有重要意义。


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