基于DEM的軟固結(jié)氣壓砂輪粘磨層性能數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、模具廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化生產(chǎn)中，隨著應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，模具的質(zhì)量也隨之不斷提高。這就促使了模具加工技術(shù)與各種后期加工技術(shù)的結(jié)合，為了獲得高壽命、高質(zhì)量、低生產(chǎn)成本的模具，激光表面強(qiáng)化技術(shù)已普遍應(yīng)用于磨具行業(yè)，這也提高了模具的后續(xù)加工的難度。
　　為解決激光強(qiáng)化后的模具表面后期光整加工的難題，本課題組以精密加工、超精密加工技術(shù)為背景，提出了軟固結(jié)氣壓砂輪光整加工方法。本文在已有軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪研究的基礎(chǔ)上，將離散元方法

2、(DEM)應(yīng)用于軟固結(jié)氣壓砂輪光整加工領(lǐng)域中，提出對(duì)粘磨層模型進(jìn)行數(shù)值模擬雙軸實(shí)驗(yàn)測(cè)量其勁度模量的方法，建立磨粒粒度和粘磨層勁度模量之間的關(guān)系，對(duì)粘磨層直接拉伸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的相近程度對(duì)其可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了DEM在該領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)在現(xiàn)有軟固結(jié)氣壓砂輪研究的基礎(chǔ)上，分析粘磨層成分及各成分的特性;基于粘彈性理論，研究軟固結(jié)氣壓砂輪粘磨層的粘彈性;利用Burger

3、s模型分析粘磨層在加工過(guò)程中表現(xiàn)出的蠕動(dòng)效應(yīng)和應(yīng)力松弛現(xiàn)象。
　　(2)基于顆粒力學(xué)理論對(duì)軟固結(jié)氣壓砂輪粘磨層細(xì)觀接觸模型進(jìn)行研究，分析了粘磨層模型中存在的接觸模型種類，介紹了常用的接觸模型特點(diǎn)及適用對(duì)象，并根據(jù)粘磨層各成分材料特性以及接觸特性選擇相應(yīng)的接觸模型。
　　(3)對(duì)離散元軟件PFC2D做了簡(jiǎn)單的介紹，利用PFC2D軟件建立軟固結(jié)氣壓砂輪粘磨層模型，通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)擬合粘結(jié)劑材料的宏觀特性，從而進(jìn)行接觸參數(shù)的設(shè)置并

4、對(duì)粘磨層模型進(jìn)行仿真分析，通過(guò)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)（雙軸實(shí)驗(yàn)）測(cè)量由不同粒徑的磨料制成的粘磨層的勁度模量;利用Instron拉力試驗(yàn)機(jī)對(duì)粘磨層進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，將仿真結(jié)果與拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明利用仿真軟件對(duì)粘磨層進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)量勁度模量的可行性;利用PFC2D對(duì)軟固結(jié)氣壓砂輪光整加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，對(duì)比不同粒徑的磨料制成的粘磨層的加工性能，得出特定粒徑的磨料制成的粘磨層適合加工的工件硬度范圍。
　　本文研究成果為進(jìn)一步利用離散元方