Single-grain cutting based modeling of abrasive belt wear in cylindrical grinding

A systematic wear model of the cylindrical grinding process with an alumina abrasive belt from the perspective of single grain sliding wear was established in this study.The model consists of three parts:a single cutting force model derived by applying a stress integration method,a single grain wear height analysis based on the wear rate of alumina,and a grinding mileage prediction of multiple grains with Gaussian distributed protrusion heights.Cutting force,single grain wear height and full‐size grinding mileage verification experiments were conducted.The results indicated that the established model was in reasonable agreement with the experimental outcomes,which suggests that this model could be useful in the industry to predict the wear process of abrasive belts.

单颗磨粒切削TC4钛合金过程摩擦行为仿真与研究

通过有限元仿真软件研究了单颗磨粒在切削TC4钛合金过程中的摩擦行为及其对抛光加工的影响。利用Abaqus软件建立了单颗磨粒切削TC4钛合金过程中材料的塑性变形模型,并应用迭代自适应网格重划分技术,准确模拟了不同摩擦系数下单颗磨粒切削TC4钛合金表面时的接触应力分布和塑性变形,为优化TC4钛合金叶片抛光工艺提供了理论依据。研究表明,摩擦系数对切削深度和材料堆积率有影响,特别是在磨粒切出阶段,摩擦系数的增加会显著促进材料在磨粒前端和两侧的堆积,故在实际抛光加工中应合理控制摩擦系数。

机器人砂带磨削单磨粒材料去除影响因素

为了研究机器人砂带磨削单磨粒材料去除的影响,基于机器人砂带磨削进行了单磨粒划擦实验.研究了高温合金的机器人砂带磨削去除行为,分析了划擦长度、切除深度、堆积比随磨削速度、设定磨削深度的变化规律.实验结果表明,随着磨削速度的增加,划擦长度与切除深度总体上呈减小趋势,当磨削速度达到10.99 m/s时会出现局部增大;堆积比在总体上呈现增加的趋势,在10.99 m/s时出现局部减小.随设定磨削深度的增加,划擦长度与切除深度都在增加,但并非线性增加;堆积比总体上呈现先减小后增加趋势.研究结果为机器人砂带磨削工艺优化提供了重要参考.

钨合金的磨削加工去除机理

目的 解决钨合金磨削加工去除机理不明晰的问题。方法 基于单磨粒刻划有限元仿真、单磨粒刻划和磨削加工实验,探究钨合金的磨削加工去除机理。结果 在刻划过程中,划痕的不同位置材料的去除特性存在显著差异。在单颗粒刻划切入端,材料依次发生了塑性变形、隆起、微裂纹,再到钨相与黏结相的混杂交融。在划痕中段以材料去除为主,出现了材料微卷起和材料卷起现象,沿着刻划方向卷起现象越来越严重。在划痕切出端,划痕边缘和尾部均出现了“飞边”现象,且相较于切入端,切出端的形貌较差,实验与仿真吻合。此外,在不同相位处,材料的去除特性也存在一定不同。在钨相区域,同时存在脆性特征和塑性特征。在黏结相区域,刻划深度较浅时主要呈现塑性变形、塑性流动等特征,刻划中端深度较大时主要呈现与钨相的混杂和交融。在钨相与黏结相的相界处,相邻钨颗粒呈现不同的损伤或去除特征,且相界会阻断特征形貌的传递。最后,磨削后的钨合金表面存在单颗粒刻划痕上出现的所有去除特征,与单颗粒划痕的去除特征吻合。不同的是,磨削后划痕底部出现了区域性和放射状的裂纹。结论 钨合金的两相特性使得磨削表面的去除特征较复杂,存在塑性变形、微裂纹、微卷起、卷起、裂纹和两相交融等脆塑性并存的特征。

基于离散元方法的墙地砖单磨粒磨削工艺参数的研究

由于墙地砖的侧边在烧结后会出现不可控变形,常常采用磨边方式来保证其严格的尺寸要求。采用离散元方法对墙地砖磨边磨粒的磨削工艺参数(磨边深度、前进速度和旋转速度)进行研究,着重分析了磨削工艺参数的改变对磨削力的影响。结果表明,磨边深度增加,磨削力增大。当深度为10μm时去除方式为韧性去除;当深度大于10μm时,转变为脆性去除。前进速度对磨削力大小影响较小,当前进速度大于90πrad·s-1时,去除更高效。旋转速度对磨削力几乎没有影响。磨削过程中磨削力影响磨削面的磨削质量,通过研究工艺参数对磨削力的影响获得了合理的工艺参数。

氧化锆陶瓷材料磨削表面残余应力研究与预测仿真

为了探索氧化锆陶瓷材料磨削中磨削工艺参数对磨削表面残余应力的影响,设计了正交实验,研究了磨削深度、砂轮线速度和工件进给速度等磨削工艺参数对磨削表面残余应力的影响。同时,引入JH-2本构模型,以ABAQUS为基础建立单颗金刚石磨粒切割氧化锆陶瓷有限元仿真模型,并将实验结果与模拟结果进行对比。结果表明,随着砂轮转速和磨削深度的增加,磨削表面的残余应力值先增大后减小。试验结果与仿真输出结果基本一致,验证了该仿真模型的正确性。

基于SPH方法单颗粒磨削TC4动态过程模拟研究

考虑到FEM(Finite Element Method)进行切削仿真时会因网格畸变而影响计算精度,因此采用新型光滑流体粒子动力学(SPH,Smoothed Particle Hydrodynamics)无网格法对单颗CBN(Cubic Boron Nitride)磨粒磨削钛合金TC4的过程进行三维数值仿真。通过建立与真实磨粒相似、刃部有一定圆弧半径的磨粒FEM模型及钛合金工件的SPH模型,研究了磨粒切削深度对磨削力及磨屑形成过程的影响。分析结果表明:磨削力随着磨粒切削深度的增大而增大,磨削力比则随着切削深度的增大而减小;当磨粒速度一定时,TC4工件的磨屑形成情况与切削深度存在重要关系。仿真结果与理论分析吻合较好,验证了SPH方法模拟单颗粒磨削钛合金材料的可行性。

单颗立方氮化硼磨粒切削特性及工件材料变形行为的微观力学分析

为了解决有限元法模拟切屑分离时的网格束缚问题,采用有限元法和光滑粒子流体动力学(SPH)法的耦合方法进行了单颗立方氮化硼(CBN)磨粒切削过程的微观力学仿真。通过CBN磨粒与工件材料的应力变化与分布情况以及切削层SPH粒子的运动情况,从微观角度分析了单颗CBN磨粒的切削成屑机理,并分析了CBN磨粒的几何特征对工件材料切削变形的影响;采用陶瓷CBN砂轮贴片样块进行了磨粒划擦实验,结果表明:磨粒的推挤使工件材料发生塑性变形,沿磨粒的前方及两侧隆起,并最终于磨粒的前方流出而形成磨屑;磨刃前角增大,剪切角随之增大,导致磨粒的耕犁作用减弱而切削作用增强。磨粒刃边强度低、接触应力大,磨损速率较快,易于发生磨耗及微破碎磨损而使磨粒钝化。

单颗CBN磨粒磨削20CrMo的微观成屑过程研究

为研究20CrMo材料的磨削去除机理与微观成屑过程,采用Johnson-Cook模型作为20CrMo的本构模型,应用有限元软件Abaqus建立了单颗CBN磨粒磨削20CrMo成屑过程的三维有限元分析模型。通过该模型探究不同磨削参数下的微观成屑过程,仿真分析结果表明:磨削速度对成屑过程中的耕犁与成屑阶段影响较大,磨削深度对滑擦与成屑阶段影响较大。设计了单颗磨粒磨削实验装置,对微观成屑进行了实验研究与分析,从磨痕沟槽和磨屑的整体特征来看,实验结果与仿真结果都较为吻合,验证了该三维仿真模型的正确性。

超声珩磨颤振单颗磨粒动力学模型的研究

颤振是影响磨削加工稳定性及加工质量的重要因素之一,对于超声珩磨稳定性的研究主要通过动力学模型。在提出对超声珩磨单颗磨粒的基本假设和分析再生型颤振产生机理的基础上,建立了超声珩磨颤振单颗磨粒三维多自由度非线性动力学模型,并简化了轴向和径向超声振动单颗磨粒的动力学模型及其方程,为进一步探求有效的抑振、消振方法提供了依据。

超声激励下单颗磨粒断续切削边界研究

对超声激励复合式振动磨削加工进行单颗磨粒三维运动轨迹的建模与仿真,分析了超声激励下单颗磨粒断续切削存在的边界条件。研究结果表明,各种超声振动磨削模式下,单颗磨粒三维空间轨迹未出现断续冲击切削。通过磨削试验和观察对比试件加工表面的SEM,分析得出轴向超声振动激励所带来的单行程单颗磨粒空间正弦轨迹和单行程相邻磨粒轨迹干涉是超声磨削在切削效率和加工质量上提高的根本原因。

黄土细颗粒多矿物多片、单片光释光测年对比

本文选择马兰黄土顶、底两个样品同时进行了细颗粒多片红外激发信号 (IRSL)和澳大利亚滑移法 (GLSL) ;单片IRSL、单片BLSL以及红外 (IRSL)后的蓝光 (post-IR)测年。测年结果表明 ,多测片滑移法更适合于黄土样品细颗粒的年龄测定 ,多测片滑移技术对细颗粒可测的年龄范围至少能达到 8万年。在各种细颗粒多矿物单片释光测年技术中 ,对于较老样品单片post-IR法测得的年龄与样品的实际年龄还有相当的差距 ,而对于较年轻样品 (全新世样品 ) ,单片的post-IR法测定的年龄与样品的实际年龄比较接近 。

软件无线电的可重构流处理器体系结构

针对软件无线电中存在通用数字信号处理器(DSP)计算能力不足以及专用基带处理器缺乏扩展性的问题,提出了一种新的处理器:面向软件无线电的可重构流处理器及相应的专用指令集。仿真证明,该处理器的可重构设计具备指令集扩展能力,可以对多种无线通信标准甚至是新的通信标准提供支持;面向软件无线电的流体系结构和专用指令集保证了对多种高速无线基带信号的实时处理,运算能力是通用DSP的5～13倍。该处理器为软件无线电中的硬件设计难题提供了一种新的解决途径。

多粮型酒在川西的生产与实践

多粮型酒以高粱、小麦、玉米、大米、糯米为原料 ,其配比分别为37 % ,15 % ,8 % ,21 %和19 % ,用曲量24% ,辅料糠壳用量20 %左右 ,入窖温度17～18℃ ,顶火温度32～40℃ ,入窖淀粉冬春20 %～22 % ,夏季18 %～20% ;入窖酸度冬春1.7以下 ,夏季2.4以下 ,60度酒平均出酒率41.5% ,优级品率50 %。其理化指标分析结果表明 ,多粮型酒的酸酯醛醇含量均较单粮型高 ,发酵时间85天左右 ,较单粮型60天长 ,出酒率亦高5 %。但综合成本较单粮型高1000元/t以上。(庞晓)

单颗磨粒磨削基础理论与实验研究进展

磨削加工机理十分复杂并困难,可以将磨削加工简化为单颗磨粒磨削进行研究。针对磨削加工的本质,分析了单颗磨粒磨削基础理论,讨论了当前单颗磨粒磨削实验的研究现状。具体分析了国内外学者采用的不同实验方法,以及单颗磨粒的磨削特性以及不同特性材料的成屑机理。最后分析了单颗磨粒磨削理论与实验的研究难点,并指出了其进一步的研究方向。

基于CUDA的细粒度并行计算模型研究

作为应用软件模型和计算机硬件之间的桥梁,编程模型在计算机领域的重要性不言而喻。但随着具备细粒度并行计算能力的图形处理器(GPU)进入主流市场,与之相适应的编程模型发展却相对滞后。Nvidia在GeForce 8系列显卡上推出的统一计算设备架构(CUDA)技术,使得通用计算图形处理单元(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算。论文从特性、组成和并行架构等几个方面对CUDA并行计算模型进行了研究,充分表明基于GPU进行高性能并行计算,是适应目前大规模计算需求的一个重要发展途径。

基于不同磨粒的氮化硅陶瓷磨削特性研究

采用多颗磨粒磨削仿真和实验相结合的方式研究磨削过程的磨削力、磨削温度和已加表面形貌。对比分析了多颗磨粒和传统单颗磨粒磨削模型在磨削特性上的差异性,并对多颗磨粒磨削仿真模型进行了验证。结果表明:当磨削速度减小、磨削深度增大时,多颗/单颗磨粒仿真与实验的磨削力均增大;当磨削速度和磨削深度增大,多颗/单颗磨粒仿真与实验的磨削温度均增大;当进给速度增大时,单颗磨粒仿真的磨削力减小、磨削温度先减小后增大,多颗磨粒仿真和实验的磨削力增大、磨削温度减小;多颗磨粒磨削时的磨削力和磨削温度大于单颗磨粒磨削时的力和温度;多颗磨粒仿真后工件表面形貌与实际加工后表面形貌相符。基于多颗磨粒磨削工程陶瓷的有限元仿真模型相比于单颗磨粒模型可更好地模拟实际加工情况。

单晶蓝宝石的延性研磨加工

为实现单晶蓝宝石的延性研磨加工,采用纳米压痕和划痕法测试并分析了单晶蓝宝石(0001)面的微纳力学特性,建立了单颗圆锥状磨粒的压入模型并计算了延性研磨加工的受力临界条件,分析了金刚石磨粒嵌入合成锡研磨盘表面的效果。对单晶蓝宝石进行了延性研磨加工试验,采用NT9800白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法分析了单晶蓝宝石的延性研磨表面特征。试验结果表明:采用纳米压痕和划痕法可以为单晶蓝宝石的延性研磨加工提供工艺参数,单晶蓝宝石的延性堆积的极限深度为100nm,金刚石磨粒的嵌入及在适当载荷下可以实现蓝宝石的延性研磨加工,实验条件下的最佳载荷为21kPa,延性研磨后单晶蓝宝石表面划痕深度的分布情况较好,分散性小,研磨后的表面发生了位错滑移变形。

基于Abaqus的砂带磨削单磨粒建模与仿真

对砂带磨削中单颗磨粒磨削过程进行了分析与建模,并利用Abaqus软件对具有不同负前角、切削速度与切削深度的单磨粒磨削过程中磨削力和温度的变化进行了仿真。分析结果表明,随着磨粒前角以及磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都会增大。当磨削厚度达到一定程度时,将会出现锯齿型切屑,而切削速度对切向力影响较小。

基于SPH方法的磨削机理仿真研究

采用光滑粒子流体动力学(SPH)法对单颗粒磨粒磨削过程进行了数值仿真。从工件材料的应力分布和变形情况以及切屑的形成情况对不同磨削深度和磨粒负前角下的仿真结果进行了分析。结果显示:基于SPH法的磨削仿真可以很好地解释磨削过程中工件材料的弹塑性变形行为和切屑的形成情况;在磨削过程中存在着一个刚好产生切屑的临界磨削深度;仿真中不同磨削深度下比磨削能的变化与磨削过程中的尺寸效应现象一致;随着磨粒负前角的增大,挤压作用增强而切削作用减弱,磨粒的挤压作用对工件表面质量具有重要影响。