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基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究
  • ISSN号:1000-1093
  • 期刊名称:兵工学报
  • 时间:2016.6
  • 页码:1067-1073
  • 分类:TG580.1[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室,北京100081, [2]秋田县立大学系统科学技术学部,秋田015-0055,日本
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51205024); 国家重点基础研究计划项目(2015CB05990)
  • 相关项目:光学晶体材料的超声振动空间螺旋线磨削方法及其机理研究
中文摘要:

基于光滑质点流体动力学(SPH)法,研究超声磨削陶瓷材料过程中磨粒冲击工件的裂纹产生及扩展情况,揭示不同超声冲击速度下材料的去除特性及表面层损伤规律。仿真结果表明:磨粒以不同速度压入工件一定深度后,工件开始产生侧向裂纹和径向裂纹;随着冲击速度的增大,工件材料受冲击部位周围的局部崩碎现象明显减少,产生侧向裂纹时磨粒压入工件的临界深度减小,而产生径向裂纹时的临界深度无明显变化。磨粒压入工件的深度增加,观察两种裂纹的扩展情况发现:冲击速度提高,侧向裂纹扩展速度变慢、尺寸减小,而径向裂纹则无明显变化。证实了随着冲击速度的提高,即超声效果加强时,工件的塑性域去除范围增大,但不会引起表面层损伤增大,最终表面质量得到提高。

英文摘要:

Based on smoothed particle hydrodynamics( SPH) method,the initiation and propagation of the cracks in the process of single abrasive impacting a workpiece are simulated during ultrasonic assisted grinding of ceramics material,and the removal characteristics and surface layer damage of material under different ultrasonic impact speeds are revealed. The simulation results show that the lateral and radial cracks occur initially when single abrasive is pressed into the workpiece at a certain depth under different impact speeds. With the increase in impact speed,the fractures in action area are significantly reduced,and the critical pressed depth of abrasive is decreased when a lateral crack is generated,while the critical pressed depth of abrasive is unchanged obviously when a radial crack is generated. By observing the propagation of the two kinds of crack with the increase in the pressed depth,it can be found that the propagation velocity and geometric size of lateral crack decrease,while the radial crack has no obvious change. The results show that the ductile region removal of ceramics material is enhanced with the in-crease in impact speed,while the damage of surface layer is not enlarged,and the surface quality is improved.

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期刊信息
  • 《兵工学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国兵工学会
  • 主编:许毅达
  • 地址:北京2431信箱
  • 邮编:100089
  • 邮箱:acta@cn-bgxh.cn
  • 电话:010-68962718 68963060
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1093
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2176/TJ
  • 邮发代号:82-144
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15352