严俊超:SiC单晶超精密切削仿真与实验研究论文

严俊超:SiC单晶超精密切削仿真与实验研究论文

本文主要研究内容

作者严俊超(2019)在《SiC单晶超精密切削仿真与实验研究》一文中研究指出:SiC单晶具有优良的材料特性,目前广泛应用在大功率、高频功率器件,如涡轮发动机组件、光学器件、太空望远镜等工业产品。由于SiC单晶的硬度高、脆性大,对其切削加工十分困难,而且在这些领域对材料的表面加工精度多己达到了纳米量级,这就需要超精密切削理论和方法作为支撑。由于超精密加工的实验研究既昂贵又耗时,因此有必要采用新的研究方法对SiC单晶超精密加工的微观机理进行研究。采用分子动力学的方法模拟切削过程是研究超精密加工机理的重要手段。本文建立了纳米尺度下金刚石刀具对4H-SiC单晶切削加工的分子动力学仿真模型,研究了不同切削速度、切削深度和刀具前角分别对单晶碳化硅切削表面损伤层、主切削力、系统势能和切削温度变化的影响。仿真结果表明,采用较高的切削速度、合适的切削深度以及正前角刀具有利于4H-SiC单晶的塑性域加工可获得较好的加工表面。基于JH-2硬脆材料本构模型,采用有限元仿真方法,通过LS-DYNA对4H-SiC单晶进行了金刚石刀具加工的二维和三维仿真计算,分析了不同切削深度和不同切削速度下加工过程的应力分布、切削力变化以及切削表面损伤情况。仿真结果表明,采用合适的切削速度和切削深度不仅能提高加工效率还能获得较好的加工表面。通过微纳划痕系统对4H-SiC单晶进行了微纳划痕实验,研究了不同划痕深度对4H-SiC单晶划痕表面形貌和表面损伤的影响。将不同深度下的金刚石刀具加工SiC的有限元仿真结果与不同深度下的划痕实验结论对比,结果表明随着加工深度的增加,工件表面会出现较多的裂纹与凹坑,工件表面质量较差,实验结果与仿真计算结果具有较好的一致性。

Abstract

SiCchan jing ju you you liang de cai liao te xing ,mu qian an fan ying yong zai da gong lv 、gao pin gong lv qi jian ,ru guo lun fa dong ji zu jian 、guang xue qi jian 、tai kong wang yuan jing deng gong ye chan pin 。you yu SiCchan jing de ying du gao 、cui xing da ,dui ji qie xiao jia gong shi fen kun nan ,er ju zai zhe xie ling yu dui cai liao de biao mian jia gong jing du duo ji da dao le na mi liang ji ,zhe jiu xu yao chao jing mi qie xiao li lun he fang fa zuo wei zhi cheng 。you yu chao jing mi jia gong de shi yan yan jiu ji ang gui you hao shi ,yin ci you bi yao cai yong xin de yan jiu fang fa dui SiCchan jing chao jing mi jia gong de wei guan ji li jin hang yan jiu 。cai yong fen zi dong li xue de fang fa mo ni qie xiao guo cheng shi yan jiu chao jing mi jia gong ji li de chong yao shou duan 。ben wen jian li le na mi che du xia jin gang dan dao ju dui 4H-SiCchan jing qie xiao jia gong de fen zi dong li xue fang zhen mo xing ,yan jiu le bu tong qie xiao su du 、qie xiao shen du he dao ju qian jiao fen bie dui chan jing tan hua gui qie xiao biao mian sun shang ceng 、zhu qie xiao li 、ji tong shi neng he qie xiao wen du bian hua de ying xiang 。fang zhen jie guo biao ming ,cai yong jiao gao de qie xiao su du 、ge kuo de qie xiao shen du yi ji zheng qian jiao dao ju you li yu 4H-SiCchan jing de su xing yu jia gong ke huo de jiao hao de jia gong biao mian 。ji yu JH-2ying cui cai liao ben gou mo xing ,cai yong you xian yuan fang zhen fang fa ,tong guo LS-DYNAdui 4H-SiCchan jing jin hang le jin gang dan dao ju jia gong de er wei he san wei fang zhen ji suan ,fen xi le bu tong qie xiao shen du he bu tong qie xiao su du xia jia gong guo cheng de ying li fen bu 、qie xiao li bian hua yi ji qie xiao biao mian sun shang qing kuang 。fang zhen jie guo biao ming ,cai yong ge kuo de qie xiao su du he qie xiao shen du bu jin neng di gao jia gong xiao lv hai neng huo de jiao hao de jia gong biao mian 。tong guo wei na hua hen ji tong dui 4H-SiCchan jing jin hang le wei na hua hen shi yan ,yan jiu le bu tong hua hen shen du dui 4H-SiCchan jing hua hen biao mian xing mao he biao mian sun shang de ying xiang 。jiang bu tong shen du xia de jin gang dan dao ju jia gong SiCde you xian yuan fang zhen jie guo yu bu tong shen du xia de hua hen shi yan jie lun dui bi ,jie guo biao ming sui zhao jia gong shen du de zeng jia ,gong jian biao mian hui chu xian jiao duo de lie wen yu ao keng ,gong jian biao mian zhi liang jiao cha ,shi yan jie guo yu fang zhen ji suan jie guo ju you jiao hao de yi zhi xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西安理工大学的严俊超,发表于刊物西安理工大学2019-07-19论文,是一篇关于单晶论文,超精密切削论文,分子动力学论文,有限元仿真论文,微纳划痕实验论文,西安理工大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西安理工大学2019-07-19论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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