工程陶瓷预压应力下超声振动辅助划痕实验研究

论文摘要

目的结合超声振动加工方法,探究工程陶瓷预压应力加工过程的工件表面损伤特性。方法建立预压应力下工程陶瓷超声振动辅助加工过程的工程学模型,结合Al2O3陶瓷划痕过程的离散元仿真结果和实验结果进行分析,采用扫描电镜对加工表面进行观察,使用三向动态压电测力仪测量划痕力。结果预压应力下超声振动辅助划痕过程能够去除沟槽边缘处的材料堆积,并且划痕沟槽边缘破碎呈现周期性。当预压应力为200 MPa、理论划痕深度为10μm时,普通划痕深度为7.58μm,宽度107.5μm,超声振动辅助划痕深度为8.55μm,宽度为143.5μm。结合仿真结果,超声振动辅助划痕过程可减小划痕沟槽的径向裂纹数量,增大径向裂纹深度。同时,两种划痕过程动态切向力出现明显差异,超声振动辅助划痕过程动态切向力较小,变化相对平稳。结论超声振动辅助加工过程可以减小工程陶瓷预压应力加工过程的切削力,提高材料加工效率。

论文目录

• 1 运动过程分析
•   1.1 刀具运动分析
•   1.2 刀具的接触长度分析
•   1.3 切削力分析
•     1.3.1 预压应力的作用分析
•     1.3.2 预压应力和超声振动共同作用分析
• 2 实验步骤
•   2.1 实验材料
•   2.2 实验材料预处理
•   2.3 实验方案
• 3 结果与讨论
•   3.1 划痕表面形貌
•   3.2 切削力
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张高峰,王志刚,曾亿江

关键词: 预压应力,超声振动,陶瓷,划痕,切向力,离散元

来源: 表面技术 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工

单位: 湘潭大学工程训练中心,湘潭大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金(51775469),湖南省自然科学基金(2017JJ4051)~~

分类号: TQ174.75

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.06.042

页码: 346-352

总页数: 7

文件大小: 2162K

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