国家自然科学基金(51105378)
- 作品数：25 被引量：82H指数：6
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- 相关领域：金属学及工艺化学工程机械工程一般工业技术更多>>
- 切向载荷作用下氮化硅陶瓷崩碎损伤规律与机理被引量：11
- 2015年
- 针对工程陶瓷的崩碎损伤,应用单颗粒划痕实验系统研究了切向载荷作用下Si3N4陶瓷的崩碎损伤特征和机理。比较了损伤位置、切入深度、切向速度和金刚石磨粒磨损等因素对陶瓷崩碎损伤的影响,应用3D激光测量显微镜观测了崩碎损伤表面的三维形貌,应用扫描电镜分析了崩碎损伤机理。结果表明:出口崩碎损伤是陶瓷崩碎损伤的主要形式;切入深度越大,切向速度越小,金刚石颗粒磨损越多,崩碎损伤就越严重。出口崩碎损伤的中心剖面线具有显著的阶梯形分形特征,其扩展演化规律可由逾渗理论和裂纹扩展的最小阻力原理解释。在切向载荷作用下,入口崩碎损伤在金刚石磨粒的碰撞下主要以穿晶断裂为主;内部崩碎损伤在金刚石磨粒的挤压和切割下主要以破碎和铲除的形式发生断裂;而出口崩碎损伤主要以沿晶断裂为主。
- 唐修检刘谦田欣利王龙王望龙
- 关键词：工程陶瓷氮化硅陶瓷逾渗
- 面向工程陶瓷的单颗金刚石磨粒划擦磨损规律被引量：8
- 2012年
- 为了研究工程陶瓷平面磨削中金刚石砂轮的磨粒磨损规律,制备圆锥形单颗粒金刚石磨具模拟实际磨粒切削刃。以金刚石磨粒的尖端圆弧半径表征磨粒切削刃锋利程度与磨削能力,并用圆弧半径的磨损规律等效描述切削刃磨损特性。采用基于扫描电镜与数据拟合的技术测量单颗磨粒金刚石尖端圆弧半径。运用单因素试验及正交试验分析了金刚石颗粒尖端形状、材料种类与加工参数对磨粒磨损规律的影响。实验结果表明,当顶锥角2θ为120°、磨削深度ap0.01 mm时,金刚石磨粒具有较高划擦寿命。各因素的影响主次顺序为:顶锥角>磨削深度>工作台速度。本研究为金刚石砂轮磨粒规格和磨削用量的选取提供了重要参考。
- 王健全田欣利唐修检张保国李富强
- 关键词：工程陶瓷正交试验
- 表面抛光对工程陶瓷磨削断裂强度的影响规律被引量：2
- 2013年
- 断裂强度受到磨削表面微观形貌和残余应力场分布的影响。对Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷材料实施平面磨削后,用金相显微镜、表面轮廓仪和X射线应力测试仪研究陶瓷机械抛光前后表面微观形貌、粗糙度、残余应力与工件磨削断裂强度的关系。结果表明:经无水乙醇润滑抛光后SiC陶瓷具有平滑的表面微观形貌、较低的表面粗糙度和残余应力;反应烧结的Si3N4、SiC和Al2O3陶瓷磨削并抛光20min后的断裂强度幅度依次为6.64%、8.18%和6.58%;适当的抛光时间能降低陶瓷磨削表面应力集中程度及残余拉应力,使陶瓷的断裂强度得到一定提升。
- 王健全田欣利张保国王朋晓
- 关键词：工程陶瓷表面抛光残余应力
- 陶瓷加工表面残余应力研究进展被引量：7
- 2014年
- 工程陶瓷材料具有高脆硬性,导致断裂强度和韧性对表面残余应力非常敏感。本文综述了工程陶瓷的磨削加工表面和特种加工表面的残余应力研究进展,重点从预应力磨削、电火花加工、超声辅助研磨、激光加工等角度阐述了陶瓷加工表面残余应力形成机理和分布规律。并从表面抛光、喷丸强化处理、退火处理等方式考虑对陶瓷加工表面残余应力分布进行后续调整。
- 王望龙王龙田欣利王健全唐修检
- 关键词：陶瓷残余应力
- 基于边缘破碎挤压加工工程陶瓷挤压力的研究被引量：3
- 2016年
- 工程陶瓷边缘碎裂与裂纹扩展是陶瓷加工研究热点之一,目前的研究都是围绕这如何在陶瓷加工过程中避免边缘碎裂和裂纹扩展,而文中的加工方法是巧妙利用工程陶瓷硬脆材料的这个特性进行挤压加工,系统总结和研究了挤压加工的理论基础,对Si_3N_4、Si C、Al_2O_33种工程陶瓷材料进行了单晶压痕挤压边缘破碎实验,并结合有限元仿真结果,探索了压头距离边缘距离、压头的加载速度、凸台宽度、凹槽深度和挤压力之间的关系。结果表明:在一定的加载速度范围内,挤压力与加载速度和凹槽深度成反比,与压头距离边缘位置和凸台宽度成正比。
- 王望龙王龙田欣利唐修检王健全
- 关键词：工程陶瓷挤压力
- 小砂轮径向缓进给磨槽的耗损规律和机理分析被引量：1
- 2014年
- 为验证小砂轮对工程陶瓷径向缓进给磨槽试验的可行性,探索小砂轮工作表面的磨损规律及其产生机理,设计了小砂轮径向缓进给磨槽试验系统,利用称重法追踪3组不同的径向缓进给速度下小砂轮的磨损规律,并观察了小砂轮的各工作部位表面的磨损形式。试验结果表明:小砂轮的结合剂与金刚石磨粒在小砂轮轻微磨损和严重磨损时表现形式不同;小砂轮的圆周面和拐角处存在严重磨损,该部位为磨槽加工的主要切削部位。当小砂轮径向进给速度分别为1、0.5、2 mm/min时,磨损严重程度依次递增;随着加工环形凹槽数量的增加,小砂轮的磨损变化曲线会在初期磨损、稳定磨损、严重磨损3个阶段存在不同的显著表征。
- 田欣利王龙王望龙唐修检王朋晓
- 关键词：工程陶瓷砂轮磨损
- 基于裂纹扩展效应的切槽-推磨复合加工陶瓷方法的可行性研究被引量：5
- 2016年
- 提出了基于裂纹扩展效应的切槽-推磨复合陶瓷加工新方法,完成了借助金刚石砂轮片切割预制缺陷和小砂轮轴向推磨加工工艺实验。通过收集推磨后的块状碎屑,测定其在总去除质量中所占比例,作为裂纹扩展效应在材料去除中所占比重的依据。通过单因素实验着重研究了凸缘厚度、凹槽深度、砂轮转速和工件转速四个加工参数对块状屑占比和推磨力的影响规律。借助激光共聚焦显微镜和金相显微镜测定,分析了该方法的加工机理,即该加工方法去除陶瓷材料是在预制缺陷、裂纹扩展和砂轮磨削的综合作用下完成的。
- 雷蕾田欣利王望龙王龙
- 关键词：工程陶瓷
- 工程陶瓷崩碎损伤的声发射逾渗特征被引量：5
- 2016年
- 为研究工程陶瓷崩碎损伤演化过程中的逾渗行为,揭示其损伤机理,以氧化铝陶瓷为研究对象,构建了工程陶瓷崩碎损伤实验系统,建立了基于声发射的逾渗理论模型。通过对崩碎损伤过程中声发射信号分析可得:声发射计数率/能量释放率能实时反映陶瓷崩碎损伤过程中裂纹激活率的逾渗行为;基于声发射累积计数/累积能量的破坏比率反映了损伤累积对材料内部性能的影响,可从损伤积累的角度描述陶瓷崩碎损伤过程中的逾渗行为;声发射持续时间反映了陶瓷崩碎过程中逾渗行为的团簇变化规律。研究结果表明:基于声发射的逾渗理论模型可较好的描述陶瓷崩碎损伤演化过程的逾渗特征。
- 唐修检田欣利王龙王望龙吴志远
- 关键词：工程陶瓷声发射能量释放率
- SiC陶瓷引弧微爆炸单脉冲加工试验及仿真(英文)
- 2013年
- 引弧微爆炸技术是一项最新提出的适用于工程陶瓷材料的高能束流加工技术,在加工时,高温高压的等离子体射流从微爆炸发生器喷出,作用于材料表面,材料在烧蚀和冲蚀的综合作用下被去除,生成一个圆形蚀坑。本文对SiC陶瓷引弧微爆炸单脉冲加工进行了实验研究,讨论了工艺参数对加工效率的影响,并对加工过程中的温度场进行了仿真,分析了SiC陶瓷引弧微爆炸加工时的材料去除机理。结果表明,SiC陶瓷引弧微爆炸单脉冲加工后材料表面存在加工损伤层,工艺参数对加工效率影响显著,仿真得到的蚀坑尺寸与实验结果符合良好,SiC陶瓷主要依靠引弧微爆炸产生的高温等离子体射流引起的氧化和分解作用去除。研究为引弧微爆炸加工机理的揭示以及工艺参数的优选提供了理论依据。
- 张保国田欣利李富强唐修检王健全
- 关键词：SIC单脉冲温度场
- 工程陶瓷三维周向包封预应力磨削技术研究被引量：6
- 2013年
- 采用金属三维周向包封待磨削陶瓷工件,推导了周向包封技术预加压应力、阻止裂纹系统向材料纵深与边缘扩展的作用机理,建立了三维周向包封磨削加工应力与应变叠加模型,认为周向包封对工件的压应力超过磨削产生的拉应力时,磨削工件表层形成残余压应力。开展了三种陶瓷材料的三维周向包封磨削实验,发现周向包封磨削工件未出现表面损伤和边缘缺陷,改变磨削用量和砂轮参数,测量工件断裂强度以及平行磨削方向与垂直磨削方向的残余应力。结果表明,周向包封技术使Si3N4陶瓷磨削强度提高13.2～48.9 MPa,大切深加工提升幅度可达262.7 MPa;两个测量方向上周向包封工件表面残余应力为压应力,说明提出的应力叠加模型是正确的。
- 王健全田欣利张保国唐修检王鹏晓
- 关键词：工程陶瓷
