刘折
,
赵波
,
郑友益
,
卞平艳
兵器材料科学与工程
基于硬脆材料去除机理，结合超声振动辅助磨削过程中单颗磨粒的运动学分析，建立超声ELID（Electrolytic in-processing Dressing）复合磨削条件下的材料去除率数学解析模型，并对模型进行分析和仿真。结果表明：材料去除率随切削深度、砂轮速度、超声振动振幅和频率的增大而增大；同等条件下，超声ELID复合磨削比ELID磨削时的材料去除率高，且分别在切削深度较大、砂轮速度较小时较明显；随超声振动振幅和频率的增大，材料去除率近似呈线性增长。
关键词:
陶瓷
,
磨削
,
超声振动
,
ELID
,
材料去除率
赵波
,
刘折
,
郑友益
,
卞平艳
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.04.005
以ELID电解原理为基础,结合超声振动辅助磨削过程中单颗磨粒的运动学分析,建立了超声ELID复合磨削条件下的磨削力数学解析模型,并对模型进行了分析和仿真.对模型的分析表明:超声振动改变了磨粒的运动轨迹,使同等条件下的未变形切屑厚度减小,砂轮的在线电解修整使磨粒始终处于锋锐状态,而且影响砂轮的实际切削深度,进而对磨削力产生影响.磨削力随着超声振动频率、振幅、电解电压、脉冲比、电解液电阻率的增大而减小;随着切削深度、工件速度的增大而增大.
关键词:
磨削
,
超声振动
,
ELID
,
磨削力
,
模型
卞平艳
,
赵波
硅酸盐通报
基于非局部理论,建立了纳米复相陶瓷材料在超声振动下的非局部本构模型,通过对超声振动条件下纳米复相陶瓷磨削试验研究,获得超声频率对磨削力的影响规律以及非局部衰减率的变化规律,并对磨削表面三维微观轮廓特征进行观测分析.试验结果表明,试件在所研究超声振动频率范围内磨削力出现衰减现象,且随频率的增大更为明显,超声振动大大减小了磨削力,表面质量得到明显改善,更容易实现延性域加工.
关键词:
非局部理论
,
超声振动
,
弹性核函数
,
纳米复相陶瓷
,
磨削力
,
三维微观轮廓特征
邵水军
,
赵波
,
闫燕艳
,
卞平艳
兵器材料科学与工程
基于超声振动磨削与ELID磨削加工机理,构建超声ELID复合平面磨削系统试验平台,以探求硬脆材料精密磨削加工新方法.对陶瓷材料超声ELID复合平面磨削条件下的磨削力进行理论分析,在超声ELID复合平面磨削系统试验平台上,进行相同磨削参数下的纳米Al203陶瓷ELID磨削与超声ELID复合磨削试验,对比、分析两种磨削方式下磨削力的实际变化.研究表明,与ELID磨削相比,超声ELID复合磨削方式下,超声振动可减小实际磨削力,磨削力大小随磨削深度的增加而增加,表面质量也得到改善.
关键词:
纳米陶瓷材料
,
超声磨削
,
ELID
,
磨削力
,
磨削深度
卞平艳
,
赵波
,
李瑜
人工晶体学报
针对超声激励对ZTA陶瓷压痕裂纹的影响进行试验研究,从力学角度探究其延性域加工表征的相关机理.通过超声激励作用下的压痕试验及SEM显微观察,对比普通与超声压痕裂纹尖端扩展情况,提出超声激励改变裂纹尖端的几何形态,使得裂纹扩展偏转分叉,而扩展路径的复杂化使得断裂表面能增加,形成能量耗散的增韧机制.经压痕法测得普通情况下的断裂韧性值低于超声振动下的断裂韧性值,约为68％ ～85％.既印证了超声激励的增韧效果,也从力学理论角度解释了超声加工工程陶瓷材料延性域扩大这一现象.
关键词:
超声激励
,
ZTA陶瓷
,
裂纹尖端
,
增韧
,
断裂韧性
童景琳
,
赵波
,
卞平艳
人工晶体学报
基于非局部理论对超声振动拉伸下ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷材料的力学特性进行了研究,建立了超声振动拉伸下的非局部本构模型.通过数值模拟,研究了晶粒间距、超声振幅、频率等内外部特征变量对非局部核函数的影响规律,振幅、频率对核函数的影响均呈现下开口抛物线性形状,对核函数的影响存在一个临界值.通过超声单轴拉伸试验,对理论推导的核函数影响规律进行验证.在超声单轴拉伸实验下通过观察陶瓷断口SEM形貌,分析了裂纹扩展规律及断口微观结构的变化特征,获得了超声振幅和频率对陶瓷材料微观结构的影响规律.结果表明超声振动改变了材料的断裂方式和微观组织结构,断裂应力随着振幅和频率的增大而减小而后增大,试验得出了与非局部理论一致的结论.证实了超声振动对裂纹扩展起到了促进作用.
关键词:
非局部理论
,
裂纹扩展
,
超声振动
,
拉伸断裂
,
ZTA陶瓷
邵水军
,
赵波
,
卞平艳
人工晶体学报
基于超声振动磨削与ELID磨削加工机理,在精密平面磨床上构建超声施加于工件上时的超声ELID复合平面磨削系统试验平台.氧化膜的状态直接影响复合磨削的加工质量和效率,建立了氧化膜生成的理论模型,进而分别讨论了电解电流与氧化膜厚度、磨削力与氧化膜强度之间的紧密联系.这里采用信号表征磨削过程中砂轮外层氧化膜状态,以磨削力、电流分别表征氧化膜的强度、厚度状态,通过纳米陶瓷ELID磨削与超声ELID复合磨削试验,得出工件超声振动对ELID在线修整过程中氧化膜生成的厚度与强度影响很小,可以判定复合磨削过程中两种磨削方式为弱相关.
关键词:
纳米陶瓷
,
超声振动
,
ELID
,
氧化膜
,
相关性
