先進(jìn)陶瓷磨削表面-亞表面殘余應(yīng)力有限元預(yù)測(cè)及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、經(jīng)磨削加工后陶瓷表面/亞表面出現(xiàn)的殘余應(yīng)力將直接影響零件疲勞強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、表面硬度和抗磨損能力,也是引起表面裂紋的原因之一.本文對(duì)磨削后陶瓷表面/亞表面殘余應(yīng)力進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究,利用彈塑性理論進(jìn)行了陶瓷磨削后殘余應(yīng)力的有限元建模計(jì)算,為磨削加工后陶瓷零件的表面/II表面殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)和控制提供了有效的手段. 本文先探討影響殘余應(yīng)力兩個(gè)重要因素,對(duì)Si3N4和ZrO<,2>的磨削力及磨削溫度進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究,得

2、出兩種陶瓷材料在不同加工條件下磨削力和磨削溫度的公式；再用有限元模擬加工過(guò)程,通過(guò)前面得到公式計(jì)算出在不同加工參數(shù)下的磨削力和溫度,作為有限元模擬計(jì)算的載荷,計(jì)算不同磨削加工條件下產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,用載荷的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)磨削加工的模擬,并得出在整個(gè)表面/壓表面層的應(yīng)力場(chǎng)；然后使用x射線衍射對(duì)加工后的零件進(jìn)行測(cè)量,利用x射線的穿透能力,測(cè)量出磨削陶瓷零件在亞表面層殘余應(yīng)力的梯度分布值；最后比較有限元預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果,得出有限元計(jì)算殘余應(yīng)