基于離散元模擬的玻璃微加工裂紋和微銑削仿真研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，玻璃在機(jī)械、建筑、汽車、航空、光學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程等方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前對(duì)于玻璃器件的機(jī)械加工主要有精密與超精密磨削、研磨、拋光等加工方法，這些方法大多需要很長(zhǎng)的加工周期，且加工成本比較高，同時(shí)對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生一定的污染，因此許多學(xué)者嘗試用切削的方式來(lái)代替上述的加工方法，本文采用離散單元法(DEM)來(lái)模擬玻璃微細(xì)切削加工中裂紋的擴(kuò)展等過程，為合理選擇玻璃微細(xì)切削參數(shù)，提高加工質(zhì)量提供依據(jù)。
　　論文

2、主要做了以下幾個(gè)方面的工作：
　　（1）本文基于離散元法的基本原理，通過離散元軟件PFC2D/3D建立石英玻璃材料的二維/三維離散元模型，利用單軸壓縮試驗(yàn)、巴西劈裂試驗(yàn)和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來(lái)校準(zhǔn)玻璃離散元模型的力學(xué)性能參數(shù)值，得到了與石英玻璃力學(xué)性能相匹配的二維/三維離散元模型，并驗(yàn)證了離散元方法模擬石英玻璃的可行性。
　?。?）在校準(zhǔn)后的石英玻璃的二維和三維模型上建立了其二維切削模型和三維微銑削模型，分別模擬了石英玻璃的二維切削

3、過程和三維銑削過程，分析切削工藝參數(shù)對(duì)石英玻璃切削過程中產(chǎn)生裂紋及切削力的影響，分別得到了一組經(jīng)過優(yōu)化的切削工藝參數(shù)。
　　（3）在課題組自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，進(jìn)行了石英玻璃微徑球頭銑刀銑削實(shí)驗(yàn)。分析了微銑削工藝參數(shù)對(duì)石英玻璃銑削過程中銑削力的影響，確立了一組可以得到較高的加工表面質(zhì)量和加工效率的參數(shù)。同時(shí)對(duì)模擬結(jié)果和銑削加工實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了石英玻璃三維離散元模型有效性及離散元法模擬石英玻璃切削過程的合理性。<