旋轉(zhuǎn)超聲波加工機(jī)理的有限元分析.pdf

1、隨著材料科學(xué)的發(fā)展，大量非金屬硬脆材料以及各種復(fù)合材料以其高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良吐能，被應(yīng)用于機(jī)械、電子、汽車以及航空等領(lǐng)域，如工程陶瓷、光學(xué)玻璃和石英等。然而，非金屬硬脆材料硬度高、脆性大、絕緣性好，若用傳統(tǒng)的加工方法，加工難度極其大，加工費(fèi)用也相當(dāng)昂貴，旋轉(zhuǎn)超聲加工己被大量實(shí)踐證明是加工硬脆材料的有效方法。旋轉(zhuǎn)超聲加工的特點(diǎn)是:對工件的切削力小、加工精度高、加工效率高以及副作用小。
　　 旋轉(zhuǎn)式超聲波加工在工業(yè)領(lǐng)域中起

2、著越來越重要的作用，各國專家與學(xué)者對旋轉(zhuǎn)式超聲波加工機(jī)理做了大量的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。在一定程度上使旋轉(zhuǎn)式超聲波加工技術(shù)越來越成熟。然而，這些關(guān)于旋轉(zhuǎn)式超聲波加工機(jī)理的研究，大部分是通過大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，做出定性分析，得出近似結(jié)論，對材料的微觀去除過程沒有明確的認(rèn)識(shí)。
　　 本文從理論上對旋轉(zhuǎn)式超聲波加工機(jī)理進(jìn)行了全面的分析，并且通過非線性有限元程序 ANSYS/LS-DYNA對旋轉(zhuǎn)超聲加工過程進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)一步詳細(xì)直觀地

3、提示旋轉(zhuǎn)式超聲波加工的機(jī)理。主要研究內(nèi)容有:
　　 1.在研究旋轉(zhuǎn)式超聲波加工機(jī)理的過程中，分析概括了傳統(tǒng)超聲波加工和旋轉(zhuǎn)式超聲波加工材料的去除機(jī)理及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。根據(jù)旋轉(zhuǎn)式超聲波加工中材料不同的去除方式建立了材料去除率的兩種數(shù)學(xué)模型:切削去除模型和剝落去除模型。這兩種模型能夠很好地解釋旋轉(zhuǎn)式超聲波加工中各加工參數(shù)(旋轉(zhuǎn)速度、工具振幅、靜壓力、磨料粒度等)與材料去除率之間的關(guān)系。
　　 2.利用非線性有限元程序ANSY