基于遗传算法的磨削力模型系数优化及验证 被引量：1

1

作者 王栋 张志鹏 +3 位作者 赵睿 张君宇 乔瑞勇 孙少铮 《郑州大学学报（工学版）》 北大核心 2024年第1期21-28,共8页

在磨削力模型求解问题中,目前大多使用分段计算法或列方程组直接计算各个待求系数,不仅计算量大且其精度也无法保证。另外,传统的回归模型容易陷入局部最优,难以描述非线性关系。为此,将遗传算法引入到非线性优化函数参数优化中,基于外... 在磨削力模型求解问题中,目前大多使用分段计算法或列方程组直接计算各个待求系数,不仅计算量大且其精度也无法保证。另外,传统的回归模型容易陷入局部最优,难以描述非线性关系。为此,将遗传算法引入到非线性优化函数参数优化中,基于外圆横向磨削力模型、平面磨削力模型、外圆纵向磨削力模型等现有的模型数据,开展磨削力理论模型的系数优化方法研究。相关性分析结果表明:通过计算得到的3种模型磨削力的预测精度提高了14.69%~42.54%,且3种模型所预测的法向磨削力的平均误差分别为5.9%、9.13%、3.23%,切向力平均误差分别为6.78%、8.36%、3.69%。经对比知,优化后的模型拟合度较好,模型预测精度显著提高。遗传算法优化后的非线性优化函数GA-LSQ算法更适合磨削力模型的求解,可对磨削力的预测及实际加工生产中的参数优化提供参考。 展开更多

关键词 磨削力模型 外圆磨削 平面磨削 经验公式 模型系数优化 模型预测 遗传算法 非线性优化函数

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55钢CBN砂轮平面磨削的磨削力模型研究 被引量：19

2

作者 王君明 叶人珍 +1 位作者 汤漾平 宾鸿赞 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2010年第1期67-70,79,共5页

本文建立了基于未变形磨屑厚度的磨削力计算模型。根据55号钢的CBN砂轮平面磨削实验,首先采用随机方向搜索法对切向力模型进行优化拟合,再根据拟合的参数对法向力模型进行优化,得出了CBN砂轮与工件之间的摩擦系数和磨粒顶锥角。分析了... 本文建立了基于未变形磨屑厚度的磨削力计算模型。根据55号钢的CBN砂轮平面磨削实验,首先采用随机方向搜索法对切向力模型进行优化拟合,再根据拟合的参数对法向力模型进行优化,得出了CBN砂轮与工件之间的摩擦系数和磨粒顶锥角。分析了摩擦力在磨削力中所占比重的影响因素,结果表明:当切深不变时,随着vs/vw比值的增加,磨削力以及摩擦力在磨削力中所占的比重均下降,但当磨粒间距增加时,磨削力减小,而摩擦力在磨削力中所占比重增加。 展开更多

关键词 55钢 平面磨削 磨削力模型 随机方向搜索法

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圆锥滚子球基面磨削力模型及实验研究 被引量：6

3

作者 朱文博 黎康顺 +1 位作者 朱欢欢 迟玉伦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期679-687,共9页

为实现圆锥滚子球基面优质高效的磨削加工,以滚子球基面磨削原理为基础,建立圆锥滚子球基面磨削力的数学模型,提出了基于静刚度和功率来验证法向和切向磨削力的方法,系统地分析了夹持圆锥滚子的导轮盘转速差、圆锥滚子自转线速度和砂轮... 为实现圆锥滚子球基面优质高效的磨削加工,以滚子球基面磨削原理为基础,建立圆锥滚子球基面磨削力的数学模型,提出了基于静刚度和功率来验证法向和切向磨削力的方法,系统地分析了夹持圆锥滚子的导轮盘转速差、圆锥滚子自转线速度和砂轮线速度对磨削力的影响,同时基于球基面磨削力数学模型优化磨削工艺参数。研究结果表明:所提出的磨削力模型的计算值与实验结果一致;导轮盘转速差降低、圆锥滚子自转线速度降低和砂轮线速度升高都会减小磨削力;优化后的磨削工艺参数可有效降低圆锥滚子球基面半径散差,从而再次验证了球基面磨削力模型的正确性。 展开更多

关键词 圆锥滚子球基面 磨削力模型 磨削工艺参数 工艺参数优化

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TiBw网状增强钛基复合材料旋转超声磨削的磨削力模型 被引量：2

4

作者 董国军 王磊 高胜东 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第1期97-103,共7页

针对TiBw网状增强钛基复合材料加工时表面质量差、加工过程不平稳等问题,开展其旋转超声磨削的法向磨削力研究。分析旋转超声磨削中的磨粒运动规律,建立旋转超声磨削TiBw网状增强钛基复合材料的法向磨削力模型,并通过单因素磨削试验对... 针对TiBw网状增强钛基复合材料加工时表面质量差、加工过程不平稳等问题,开展其旋转超声磨削的法向磨削力研究。分析旋转超声磨削中的磨粒运动规律,建立旋转超声磨削TiBw网状增强钛基复合材料的法向磨削力模型,并通过单因素磨削试验对模型进行验证。结果表明:在一定的主轴转速、进给速度、磨削深度及固定磨削宽度条件下,法向磨削力随主轴转速的增加而减小,随进给速度、磨削深度的增加而增大,且其磨削试验值与模型计算值的相对误差绝对值均在6%以内。模型很好地预测了TiBw网状增强钛基复合材料磨削时的法向磨削力,验证了预测模型的有效性。 展开更多

关键词 TiBw网状增强钛基复合材料 旋转超声磨削 磨削力模型

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外圆柱超声珩磨单颗磨粒磨削力模型的建立 被引量：2

5

作者 王静 祝锡晶 +1 位作者 王建青 张小强 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第11期38-40,共3页

外圆柱功率超声珩磨是一种精密、有效的外圆柱加工技术,对外圆柱功率超声珩磨磨削力的研究是深入研究其材料去除机理的关键。在对外圆柱功率超声珩磨切削机理及运动学分析的基础上,通过假设油石磨粒分布及切刃高度符合正态分布,推导出... 外圆柱功率超声珩磨是一种精密、有效的外圆柱加工技术,对外圆柱功率超声珩磨磨削力的研究是深入研究其材料去除机理的关键。在对外圆柱功率超声珩磨切削机理及运动学分析的基础上,通过假设油石磨粒分布及切刃高度符合正态分布,推导出了油石条上总的动态有效磨粒数,在此基础上建立了外圆柱功率超声珩磨单颗磨粒的磨削力模型,最后对不同参数下磨削力的影响趋势进行了定性分析,为进一步研究外圆柱功率超声珩磨技术提供了理论基础。 展开更多

关键词 外圆柱功率超声珩磨 磨粒数 单颗磨粒 磨削力模型

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硬质合金可转位刀片周边刃磨磨削力模型研究 被引量：4

6

作者 郑清 姚斌 +1 位作者 蔡思捷 冯伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第8期16-20,共5页

为了分析硬质合金磨削过程中的磨削力,提高可转位刀片周边刃磨质量,文章提出一种结合简化砂轮表面形貌的磨削力计算模型。该建模方法结合实际工艺参数,计算各磨粒轨迹互相干涉下的实际切深,基于硬质合金微观磨削力模型,计算刀片磨削时... 为了分析硬质合金磨削过程中的磨削力,提高可转位刀片周边刃磨质量,文章提出一种结合简化砂轮表面形貌的磨削力计算模型。该建模方法结合实际工艺参数,计算各磨粒轨迹互相干涉下的实际切深,基于硬质合金微观磨削力模型,计算刀片磨削时所受磨削力大小。与现有的端面磨建模方法不同在于不需要实验辩识有效磨粒数便可对周边刃磨磨削力进行预测,预测步骤更加简单方便。通过实验对文中提出的建模方法进行验证,磨削力预测误差在10%以内,模型精确有效。 展开更多

关键词 硬质合金 周边刃磨 可转位刀片 磨削力模型

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凸轮磨削的非圆磨削力模型研究 被引量：3

7

作者 熊超 韩秋实 +1 位作者 李启光 彭宝营 《机械工程与自动化》 2015年第5期12-13,16,共3页

凸轮轴是一种典型的非圆轮廓类零件,其磨削质量的好坏直接影响发动机的使用性能。通过对凸轮磨削动态弧长的简化以及轮廓曲率半径的计算,推导出一种适合凸轮轴磨削的磨削力计算模型,利用此磨削力模型并使用MATLAB工具实现了对凸轮加工... 凸轮轴是一种典型的非圆轮廓类零件,其磨削质量的好坏直接影响发动机的使用性能。通过对凸轮磨削动态弧长的简化以及轮廓曲率半径的计算,推导出一种适合凸轮轴磨削的磨削力计算模型,利用此磨削力模型并使用MATLAB工具实现了对凸轮加工磨削力的仿真,为后续研究以及其他非圆轮廓磨削提供基础。 展开更多

关键词 非圆轮廓 凸轮 磨削力模型

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SiCp/Al复合材料端磨磨削力模型构建与试验研究 被引量：1

8

作者 曹桂新 董志国 +1 位作者 张泽华 侯张敏 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第3期340-347,共8页

针对SiCp/Al逐层磨削两相三维重构需要精密高效端磨的问题,基于单颗磨粒磨削SiCp/Al的磨削力,在考虑切屑变形力、摩擦力、SiC颗粒断裂破碎力的基础上,建立SiCp/Al的端磨磨削力解析模型,结合试验研究切削速度、工件进给速度和轴向磨削深... 针对SiCp/Al逐层磨削两相三维重构需要精密高效端磨的问题,基于单颗磨粒磨削SiCp/Al的磨削力,在考虑切屑变形力、摩擦力、SiC颗粒断裂破碎力的基础上,建立SiCp/Al的端磨磨削力解析模型,结合试验研究切削速度、工件进给速度和轴向磨削深度等参数对加工表面粗糙度的影响规律,并探讨SiCp/Al金相表面快速磨削的加工工艺。结果表明:构建的端磨磨削力解析模型与试验的法向磨削力Fn的总体平均误差为12.98%,切向磨削力Ft的总体平均误差为3.49%;表面粗糙度随切削速度增大而减小,随进给速度和轴向磨削深度的增大而增大;用磨料颗粒基本尺寸为13.0μm的磨具,经过6次磨抛获得良好金相表面,所需磨削加工时间为600 s,可实现SiCp/Al金相表面的快速磨削。 展开更多

关键词 精密磨削 磨削力模型 SICP/AL 金相表面

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外圆磨削18CrNiMo7-6力模型及表面完整性研究 被引量：1

9

作者 王栋 陈磊 张志鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期381-393,共13页

为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及... 为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及磨削参数和磨削力对表面完整性的影响,通过外圆横向磨削正交试验获得了外圆磨削最优工艺参数。结果表明,外圆磨削力模型法向磨削力和切向磨削力的预测平均误差分别为5.56%和7.08%;砂轮径向进给速度f_(r)对磨削力的影响最大,磨削宽度b次之,工件转速n_(w)和砂轮粒度的影响较小;f_(r)和b对残余应力的影响较大,砂轮粒度对表面粗糙度的影响最大;随着磨削力的增大,表面粗糙度值一直增大,残余应力先减小后增大,沿深度方向残余应力最大值先增大后减小,在试验所取参数条件下,影响残余应力的深度分布范围基本在20~40μm;最优工艺参数组合如下:f_(r)=0.15 mm/min,n_(w)=120 r/min,b=10 mm,砂轮粒度80。 展开更多

关键词 外圆磨削 横向磨削 磨削力模型 18CrNiMo7-6钢 表面完整性

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外圆纵向磨削力和磨削功率模型研究 被引量：9

10

作者 吕长飞 李郝林 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2011年第12期72-75,共4页

磨削力和磨削功率是磨削过程中最重要的工艺参数,利用现有磨削力和磨削功率模型,通过实验,对模型中各个参数与磨削力的关系进行了单因素验证,采用MATLAB软件进行仿真,并采用角正回归算法求解出磨削力和磨削功率与磨削加工参数间的模型参... 磨削力和磨削功率是磨削过程中最重要的工艺参数,利用现有磨削力和磨削功率模型,通过实验,对模型中各个参数与磨削力的关系进行了单因素验证,采用MATLAB软件进行仿真,并采用角正回归算法求解出磨削力和磨削功率与磨削加工参数间的模型参数,通过正交实验进行校验,其最大相对误差为3.2%,平均相对误差为1.54%。研究对于磨削烧伤的判别、磨削工艺技术的优化和磨削过程的在线监测及智能控制的实现有着积极的作用。 展开更多

关键词 磨削力模型 磨削功率模型 角正回归算法 正交实验 磨削工艺优化

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轴向进给周边轮廓磨削切入阶段磨削力模型 被引量：2

11

作者 王君明 项克舜 +1 位作者 汤漾平 宾鸿赞 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期117-120,共4页

在轴向进给周边轮廓磨削的切入阶段,磨粒与工件的接触面积在不断变化.根据单颗磨粒与工件接触横断面形状的不同,把切入阶段分为前阶段和后阶段,建立了基于磨粒与工件接触面积的单颗磨粒在两个阶段的磨削力模型.在切入阶段,切向力和法向... 在轴向进给周边轮廓磨削的切入阶段,磨粒与工件的接触面积在不断变化.根据单颗磨粒与工件接触横断面形状的不同,把切入阶段分为前阶段和后阶段,建立了基于磨粒与工件接触面积的单颗磨粒在两个阶段的磨削力模型.在切入阶段,切向力和法向力随着时间的增加而增加,而轴向力则先上升再下降.这一变化规律与实验结果相近,从而验证了切入阶段的磨削力模型. 展开更多

关键词 轴向进给周边轮廓磨削 切入阶段 磨削力模型 接触面积 单颗磨粒

原文传递

轴向进给周边轮廓通用磨削力模型 被引量：1

12

作者 王君明 汤漾平 +1 位作者 宾鸿赞 李震彪 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期8-11,共4页

将磨粒简化为圆锥形,且假设只有第一圈磨粒参与磨削,研究了轴向进给周边轮廓磨削稳定阶段的通用磨削力模型,并通过CBN砂轮轴向进给周边轮廓磨削55钢的实验,对建立的通用磨削力模型进行了验证.实验和计算结果表明:轴向进给周边轮廓磨削... 将磨粒简化为圆锥形,且假设只有第一圈磨粒参与磨削,研究了轴向进给周边轮廓磨削稳定阶段的通用磨削力模型,并通过CBN砂轮轴向进给周边轮廓磨削55钢的实验,对建立的通用磨削力模型进行了验证.实验和计算结果表明:轴向进给周边轮廓磨削中切向力最小,而法向力最大. 展开更多

关键词 CBN砂轮 55钢 轴向进给周边轮廓磨削 稳定阶段 磨削力模型

原文传递

成形法磨削斜齿轮的磨削力模型 被引量：4

13

作者 王会良 熊宇权 何光强 《机械传动》 CSCD 北大核心 2015年第4期49-52,共4页

基于数控成形磨齿机加工斜齿轮的几何原理和机床运动学原理,推导出了砂轮任一点处的线速度。采用传统平面磨削力的数学模型,运用成形法磨齿渐开线长度近似等于平面磨削中砂轮宽度,砂轮与齿面接触的直径近似等于平面磨削中砂轮直径,砂轮... 基于数控成形磨齿机加工斜齿轮的几何原理和机床运动学原理,推导出了砂轮任一点处的线速度。采用传统平面磨削力的数学模型,运用成形法磨齿渐开线长度近似等于平面磨削中砂轮宽度,砂轮与齿面接触的直径近似等于平面磨削中砂轮直径,砂轮沿齿轮径向的进给量近似等于平面磨削中磨削深度等关系,建立了磨削力模型,编写了磨削力仿真程序,设计了实验方案并验证了该磨削力公式的有效性。 展开更多

关键词 磨齿 线速度 成形法 磨削力模型

原文传递

二维超声振动辅助磨削的磨削力建模

14

作者 马廉洁 孙立业 +1 位作者 邱喆 李红双 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1135-1142,1192,共9页

在研究二维超声振动下单颗磨粒的运动特性基础上,根据体积不变原理确定了平均切屑厚度.基于磨粒的几何形状以及材料的弹性回复率,推导出切屑变形力模型;根据摩擦力来源于磨粒与工件弹性接触和切屑流出,构建摩擦力模型;考虑到高频振动所... 在研究二维超声振动下单颗磨粒的运动特性基础上,根据体积不变原理确定了平均切屑厚度.基于磨粒的几何形状以及材料的弹性回复率,推导出切屑变形力模型;根据摩擦力来源于磨粒与工件弹性接触和切屑流出,构建摩擦力模型;考虑到高频振动所产生的冲击作用对总磨削力的影响,建立冲击力模型.综合切屑变形力、摩擦力和冲击力模型,得出二维超声磨削的磨削力模型.通过氧化铝陶瓷二维超声磨削实验研究,确定了模型中的常数,并验证了磨削力模型的合理性.结果表明,法向力、切向力的实验值与理论值之间的平均误差分别为11.09%和8.07%,误差最大值不超出20%,所建模型具有预测作用. 展开更多

关键词 磨削力 超声振动 运动学特性 磨削力模型 氧化铝陶瓷

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平面磨削的磨削力数学模型研究 被引量：7

15

作者 邵国友 《煤矿机械》 北大核心 2014年第7期139-141,共3页

为了获得磨削淬硬的切向磨削力进而确定磨削温度场的热源强度,通过对单个磨粒切削状态分析简化,在因次解析法的基础上建立平面磨削力的数学模型,利用试验验证了其有效性,进一步分析了磨削用量对磨削力的影响规律。研究结果表明:切向磨... 为了获得磨削淬硬的切向磨削力进而确定磨削温度场的热源强度,通过对单个磨粒切削状态分析简化,在因次解析法的基础上建立平面磨削力的数学模型,利用试验验证了其有效性,进一步分析了磨削用量对磨削力的影响规律。研究结果表明:切向磨削力和法向磨削力误差均<6.81%,验证了所建平面磨削力数学模型的有效性。 展开更多

关键词 平面磨削力的数学模型 磨削淬硬 单个磨粒切削状态

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基于尺度效应的超声珩磨磨削力建模及仿真 被引量：1

16

作者 叶林征 祝锡晶 +1 位作者 王建青 郭策 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第3期64-66,70,共4页

为从微观研究功率超声珩磨机理,考虑了材料的尺度效应,采用基于细观机制的应变梯度塑性理论(MSG),建立了单油石磨削力模型及比磨削能模型,并对其进行了仿真分析。结果表明:考虑尺度效应时磨削力有所增大。对磨削力影响最大的参数是珩磨... 为从微观研究功率超声珩磨机理,考虑了材料的尺度效应,采用基于细观机制的应变梯度塑性理论(MSG),建立了单油石磨削力模型及比磨削能模型,并对其进行了仿真分析。结果表明:考虑尺度效应时磨削力有所增大。对磨削力影响最大的参数是珩磨深度,珩磨深度低至某一阈值(约1.4μm)后,随着珩磨深度的继续减小,磨削力呈现非线性增大的趋势。当珩磨深度低于4.4μm继续降低时,比磨削能也会非线性增大。因此,材料在微尺度时变得难以切除。 展开更多

关键词 超声珩磨 尺度效应 磨削力模型 比磨削能

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TC4钛合金平面磨削力分析与验证 被引量：4

17

作者 王小松 胡晖 +1 位作者 张小民 刘鑫 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第6期74-79,共6页

磨削力对磨削温度、砂轮磨损等有重要影响,是评判TC4钛合金磨削性能的关键指标。由于砂轮磨粒大小、形状差异以及分布的随机性,磨削过程难以定量表述,已有磨削力模型的推导大部分基于一定的假设,与实际存在偏差。通过磨屑变形力与磨粒... 磨削力对磨削温度、砂轮磨损等有重要影响,是评判TC4钛合金磨削性能的关键指标。由于砂轮磨粒大小、形状差异以及分布的随机性,磨削过程难以定量表述,已有磨削力模型的推导大部分基于一定的假设,与实际存在偏差。通过磨屑变形力与磨粒横截面积的关系以及法向压力与压入深度的关系建立了单颗磨粒磨削力模型;基于磨屑的横截面积与工件体积去除率,建立单颗磨粒磨削力与单位宽度磨削力的联系,进一步推导出TC4钛合金的平面磨削单位宽度磨削力模型。结合实验数据,得到试验条件下的磨削力解析式。分析表明:法向磨削力的平均相对误差为4.9%,切向磨削力的平均相对误差为5.1%。 展开更多

关键词 TC4钛合金 磨削力模型 平面磨削

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二维超声ELID复合平面磨削系统磨削力研究 被引量：1

18

作者 马新毅 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2017年第1期66-69,73,共5页

对硬脆材料在二维超声电解在线砂轮修整技术(electrolytic in-process dressing,ELID)复合平面磨削条件下的磨削力进行理论研究,建立超声ELID复合磨削力模型。由磨削力公式可知:磨削力除了与超声波的振幅、角频率有关外,同时还受到电流... 对硬脆材料在二维超声电解在线砂轮修整技术(electrolytic in-process dressing,ELID)复合平面磨削条件下的磨削力进行理论研究,建立超声ELID复合磨削力模型。由磨削力公式可知:磨削力除了与超声波的振幅、角频率有关外,同时还受到电流的影响,且随电流的减小,磨削力逐渐增大。在不同磨削深度与砂轮转速条件下采集磨削力,并与理论值进行对比。结果显示:理论值与实测值趋于一致;法向磨削力与切向磨削力均随着磨削深度的增大而增大,随着砂轮转速的增大而减小。 展开更多

关键词 二维超声ELID复合磨削 磨削力模型 硬脆材料 镜面磨削

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牙科氧化锆陶瓷微尺度磨削力研究 被引量：1

19

作者 周云光 董彪 +1 位作者 岳新伟 谭雁清 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期557-562,共6页

基于带有圆弧刃角的圆锥状磨粒形状和突出高度服从瑞利分布的假设,建立单颗磨粒未变形切削厚度数学模型.根据微磨削力的三种不同来源,以单颗磨粒为研究对象,建立磨削过程中单颗磨粒的切削变形力、耕犁力和摩擦力理论模型.结合单位面积... 基于带有圆弧刃角的圆锥状磨粒形状和突出高度服从瑞利分布的假设,建立单颗磨粒未变形切削厚度数学模型.根据微磨削力的三种不同来源,以单颗磨粒为研究对象,建立磨削过程中单颗磨粒的切削变形力、耕犁力和摩擦力理论模型.结合单位面积内的磨粒数目,建立微磨削力的理论模型.切向磨削力和法向磨削力预测模型的验证结果表明:切向磨削力理论值与实验值平均误差为7.32%,最大误差小于10%;法向磨削力的平均误差为8.18%,最大误差小于20%. 展开更多

关键词 氧化锆陶瓷 微尺度磨削 磨削力 磨削力预测 磨削力理论模型

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纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料磨削力建模研究进展 被引量：1

20

作者 许文昊 高腾 +5 位作者 刘德伟 徐培明 安庆龙 王一奇 丁文锋 李长河 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4628-4653,共26页

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(FRCMC)因其高比强度和比模量、以及优异的耐高温、耐腐蚀等性能已成为航空航天、轨道交通以及核能工业等领域的优选材料。尽管FRCMC是由成型技术制备,但一些加工工艺,例如磨削对于提升尺寸精度和表面完整... 纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(FRCMC)因其高比强度和比模量、以及优异的耐高温、耐腐蚀等性能已成为航空航天、轨道交通以及核能工业等领域的优选材料。尽管FRCMC是由成型技术制备,但一些加工工艺,例如磨削对于提升尺寸精度和表面完整性是必要的,在FRCMC结构件的高性能制造中不可或缺。然而,高硬度和脆性的材料属性及其结构上的不均质性和力学性能上的各向异性等特点是高效低损伤磨削加工的技术难点。磨削力作为反馈和控制生产过程质量和精度的关键信号,受磨削过程砂轮与工件几何学与运动学等多参数协同作用的影响,解析磨粒与工件的微观力学行为并建立磨削力预测模型,对深度理解材料去除机制、指导高性能制造至关重要。基于此,首先分析了磨削过程中材料特性及磨削参数对磨粒与FRCMC相互作用的影响规律,揭示了FRCMC磨削过程的材料去除机制。其次,系统回顾了FRCMC磨削力预测模型的研究现状,从单颗磨粒磨削力、磨粒几何学、纤维随机分布几何特性以及材料去除阶段判定准则分析推导了磨削力的建模过程。进一步的,从磨屑的成形机制、未变形切屑厚度、磨粒运动学等角度,分析了超声振动辅助磨削FRCMC的材料去除机制及磨削力力学行为的特殊性。最后,针对FRCMC材料去除机制和磨削力模型,分析了当前研究的潜在问题与研究热点。目标是为FRCMC制定可行的低损伤磨削准则,并建立溯源递进的理论框架以推动FRCMC磨削力模型的发展。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 磨削 力学行为 材料去除机制 磨削力模型 超声振动

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