二維壓應(yīng)力下硬質(zhì)合金的磨削實(shí)驗(yàn)與離散元模擬.pdf

1、硬質(zhì)合金由于其具有優(yōu)良的力學(xué)性能被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)加工中。隨著硬質(zhì)合金加工工藝的改進(jìn)和提高，使得人們對(duì)硬質(zhì)合金加工產(chǎn)品的質(zhì)量要求有了進(jìn)一步的提升。由于硬質(zhì)合金的硬脆性，在磨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生加工損傷和加工裂紋，縮短了硬質(zhì)合金的使用壽命，阻礙了其發(fā)展。因此，避免和減少硬質(zhì)合金加工過(guò)程中的材料損傷及掌握材料去除機(jī)理方面的研究是加工硬質(zhì)合金的關(guān)鍵，也是硬質(zhì)合金加工及應(yīng)用領(lǐng)域的重要研究課題。本文通過(guò)硬質(zhì)合金離散元模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，在二

2、維壓應(yīng)力的狀態(tài)下加工硬質(zhì)合金YG10X并對(duì)其表面形貌進(jìn)行深入的研究，通過(guò)改變加工參數(shù)對(duì)硬質(zhì)合金材料的結(jié)構(gòu)特性，損傷情況及影響進(jìn)行深入的分析，這對(duì)發(fā)展硬質(zhì)合金高效低損傷的加工技術(shù)有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用背景。
　　本文共分為六章，各章節(jié)主要闡述的內(nèi)容如下所述：
　　第一章主要是講述了硬質(zhì)合金的研究背景，回顧了硬質(zhì)合金的研究成果，分析了硬質(zhì)合金的加工機(jī)理。根據(jù)離散元法的應(yīng)用和國(guó)內(nèi)外在本領(lǐng)域的研究情況，提出了本文的主要研究?jī)?nèi)容和

3、意義。
　　第二章為硬質(zhì)合金在二維壓應(yīng)力下的劃痕實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了加載裝置，并對(duì)其進(jìn)行了劃痕實(shí)驗(yàn)的研究，得到了硬質(zhì)合金在劃痕時(shí)所受作用力和裂紋的擴(kuò)展規(guī)律，觀察了表面/亞表面的損傷情況，并定性分析了預(yù)壓應(yīng)力的大小對(duì)硬質(zhì)合金的影響。
　　第三章運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)二維壓應(yīng)力下的硬質(zhì)合金進(jìn)行了磨削實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)Kistler測(cè)力儀測(cè)量硬質(zhì)合金在不同壓應(yīng)力下磨削力的變化情況，結(jié)合硬質(zhì)合金磨削面在不同加工參數(shù)下的損傷情況和表面粗糙度，揭示了預(yù)應(yīng)

4、力對(duì)硬質(zhì)合金磨削過(guò)程的影響。
　　第四章根據(jù)硬脆材料壓痕斷裂力學(xué)模型，探討了硬質(zhì)合金裂紋的形成機(jī)理，分析了材料的損傷情況和裂紋產(chǎn)生的原因。通過(guò)對(duì)不同預(yù)應(yīng)力下橫截?cái)嗝娴挠^察，找出了抑制硬質(zhì)合金在加工過(guò)程中裂紋擴(kuò)張的有效方法。
　　第五章采用PFC3D軟件中的Cluster方法，建立了硬質(zhì)合金的劃痕試驗(yàn)離散元模型。通過(guò)試驗(yàn)校核了離散元模型的微觀參數(shù)，并進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力下劃痕試驗(yàn)的離散元模擬，得到了劃痕過(guò)程中裂紋的擴(kuò)展情況。