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基于电磁感应的油液铁磁性磨粒动态检测仿真研究 被引量：1
1
作者 张浩 魏海军 +1 位作者 梁寒钰 朱超 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期42-45,共4页
建立了基于电磁感应原理双螺管线圈的数学物理模型,通过仿真分析得到了线圈结构参数最优解。针对静态仿真模型与实际油液磨粒状态不符及精确较差问题,本文引入了斯托克斯颗粒自由沉淀公式,模拟磨粒在润滑油中的自由沉淀过程,分析了线圈... 建立了基于电磁感应原理双螺管线圈的数学物理模型,通过仿真分析得到了线圈结构参数最优解。针对静态仿真模型与实际油液磨粒状态不符及精确较差问题,本文引入了斯托克斯颗粒自由沉淀公式,模拟磨粒在润滑油中的自由沉淀过程,分析了线圈输出信号与运动磨粒相关特征的关系,得到了更接近实际的状态的仿真结果。验证结果表明:传感器的检测精度可以控制在±7.6%以内,并且可以识别不同尺寸的磨粒。 展开更多
关键词 油液检测 磨粒检测 电磁感应 线圈仿真
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基于高频偏置磁场的多通道磨粒检测传感技术研究
2
作者 刘勇 方胜勇 +2 位作者 张晓峰 李志飞 孙光新 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期30-36,共7页
电磁式磨粒检测传感器已逐渐应用于机械装备磨损状态监测与评估领域,但检测灵敏度与大流量间的矛盾仍是阻碍该类传感器在大型机械装备中应用的主要原因。为同时保障传感器具有较大的允许流量以及较高的检测灵敏度,提出了基于高频偏置磁... 电磁式磨粒检测传感器已逐渐应用于机械装备磨损状态监测与评估领域,但检测灵敏度与大流量间的矛盾仍是阻碍该类传感器在大型机械装备中应用的主要原因。为同时保障传感器具有较大的允许流量以及较高的检测灵敏度,提出了基于高频偏置磁场的多通道磨粒检测传感器结构原理,并建立了传感器磁特性模型,研究了不同结构参数、不同电流和频率对传感器性能的影响特性,探究了高频偏置磁场对磨损颗粒的影响。仿真和实验表明:传感器在磁铁厚度为8 mm、外径为40 mm、磁铁间距趋于0时检测灵敏度最高,此时,传感器最高可有效检测到直径最小为60μm的磨粒,且多通道传感器结构的设计明显提高了传感器的最大允许流量。 展开更多
关键词 传感器 磨粒检测 多通道 高频偏置磁场
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高速旋转磨粒电极电化学放电加工氧化锆陶瓷小孔试验研究
3
作者 黄志坚 吴志铭 +1 位作者 邹治湘 刘江文 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期34-42,共9页
氧化锆陶瓷因其高硬度、高熔点等优异特性,被广泛应用于各工业领域中,然而,该材料加工难大,难以实现高效率、高质量、高精度加工。传统电化学放电加工(electro-chemical discharge machining,ECDM)氧化锆陶瓷,虽可通过增大能量提升加工... 氧化锆陶瓷因其高硬度、高熔点等优异特性,被广泛应用于各工业领域中,然而,该材料加工难大,难以实现高效率、高质量、高精度加工。传统电化学放电加工(electro-chemical discharge machining,ECDM)氧化锆陶瓷,虽可通过增大能量提升加工效率,但易因材料内部热应力过大等问题,而产生大量的微裂纹等缺陷。为此,提出采用高速旋转磨粒电极电化学放电加工的方法对氧化锆进行小孔加工。通过与传统电化学放电加工进行对比试验以分析其加工特性,研究发现磨粒电极能够提升气膜的稳定性,减少放电热冲击所产生的热缺陷,进而改善小孔的加工质量,结果表明其加工精度提高了63.9%。此外,还进一步研究了不同占空比、电解液浓度、频率以及转速对氧化锆陶瓷的加工影响规律。通过单因素试验,确定了适宜的工艺参数组合为占空比80%、电解液浓度15 wt%、脉冲频率17.5 kHz和转速10000 r/min。在该参数组合下,成功加工出深度达670.4μm、过切量为108.9μm的小孔。 展开更多
关键词 高速旋转磨粒电极 电化学放电加工 氧化锆陶瓷 小孔加工 气膜
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磨粒几何学建模方法与应用研究进展
4
作者 彭飞 张彦彬 +6 位作者 张汝康 崔歆 徐培明 董兰 张效天 宋学磊 李长河 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第4期427-447,F0003,共22页
磨粒是精密加工领域不可或缺的一部分,对关键零部件的加工至关重要。磨粒的几何学建模是定量描述材料去除过程的关键,对加工过程中的力、热以及表面形貌预测影响显著。然而,现有磨粒建模方法缺乏统一指导,磨粒形状的可控制备仍是亟待解... 磨粒是精密加工领域不可或缺的一部分,对关键零部件的加工至关重要。磨粒的几何学建模是定量描述材料去除过程的关键,对加工过程中的力、热以及表面形貌预测影响显著。然而,现有磨粒建模方法缺乏统一指导,磨粒形状的可控制备仍是亟待解决的难题。本研究基于现有文献分析磨粒几何学建模的研究热点和影响因素,对4种常见磨粒形状的建模方法及其在游离磨料和固结磨料的应用、磨粒形状的可控制备和整形方法进行综述,并从人工智能赋能磨粒几何学建模、磨粒可控制备与整形新技术、磨粒磨损和失效的表征方面对磨粒几何学建模领域的发展进行展望。 展开更多
关键词 磨粒几何学建模 游离磨料 固结磨料 磨粒可控制备 磨粒整形
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交变电磁场辅助磁粒研磨黄铜管参数优化研究
5
作者 刘冰洋 闫宇航 +2 位作者 丁云龙 韩冰 陈燕 《表面技术》 北大核心 2025年第12期152-163,206,共13页
目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功... 目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功率放大器提高电磁铁功率。在研磨时间为15min、进给速度为5 mm/s、加工间隙为1.5 mm的条件下,使用响应曲面法对试验参数进行优化,并在此参数条件下对h65黄铜管加工后,使用超景深3D电子显微镜和表面粗糙度测量仪(JB-8E)对管件内表面进行检测。响应面中3种因素对表面粗糙度的影响程度为占空比>电压幅度>频率,最佳试验工艺参数组合为电压幅度6.854 V、频率3.515 Hz、占空比20.195%。原始表面的横向拉伸纹理、微裂纹以及凹点等均被去除,试件内表面粗糙度值Ra从0.525μm下降到0.056μm,与预测值0.064μm的误差仅为12.5%。结论交变电磁场辅助磁粒研磨可以充分使磁性磨粒进行翻滚,从而提高磨料的使用寿命和研磨效果。响应曲面法对研磨工艺参数优化是有效的。 展开更多
关键词 磁粒研磨 磁性磨粒 交变电磁场 响应曲面法 参数优化 表面粗糙度
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磁弹磨粒形状对磁力钝化的数值仿真影响
6
作者 杨海 赵雪峰 +2 位作者 郑伟 陈曦 刘勇 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期67-71,共5页
由于磁弹磨粒形状具有不规则性,为研究双磁盘磁力钝化过程中不同形状的磁弹磨粒对刀具钝化的影响,采用离散单元法(EDEM)模拟磁力钝化过程,预测刀具受到不同形状磨粒冲击后的磨损分布情况,探究磁弹磨粒形状对刀具钝化的影响。结果表明:... 由于磁弹磨粒形状具有不规则性,为研究双磁盘磁力钝化过程中不同形状的磁弹磨粒对刀具钝化的影响,采用离散单元法(EDEM)模拟磁力钝化过程,预测刀具受到不同形状磨粒冲击后的磨损分布情况,探究磁弹磨粒形状对刀具钝化的影响。结果表明:磁弹磨粒的形状对磨粒的速度没有明显的影响;随着球形度减小,磨粒旋转速度随之减小,同时磨粒对刀具刃口作用力也减小;磁力钝化中,不同形状的磁弹磨粒钝化刀具的最大磨损都发生在刀具刃口上,且磨粒造成的磨损分布大致相同。其中,球形度为0.623的磨粒对刀具的磨损最大,球形度为0.831的磨粒次之,球形磨粒对刀具的磨损最小,磁弹磨粒形状显著影响刀具磨损结果。 展开更多
关键词 磁力钝化 磨粒速度 刃口作用力 刀具磨损
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基于单颗磨粒仿真的18CrNiMo7-6合金钢平面磨削力研究
7
作者 陆亚洲 彭振龙 +2 位作者 黎克楠 张云龙 张建伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期73-77,共5页
针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平... 针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平面磨削力预测模型,并通过18CrNiMo7-6合金钢平面磨削试验对预测模型进行验证。结果表明:法向和切向磨削力与切削深度正相关,法向和切向磨削力的试验值与模型预测值的相对误差均在9.75%以内。模型能够有效地预测平面磨削过程中的法向力和切向力。 展开更多
关键词 有限元仿真 磨削力 量纲分析 单颗磨粒 18CrNiMo7-6合金钢
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基于反射光谱的润滑油磨粒含量检测实验研究
8
作者 刘雪婧 崔洪帅 +5 位作者 殷雄 马世一 周延 种道彤 熊兵 李锟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期826-835,共10页
当发动机内部传动部件间发生磨损时,细微金属磨粒会脱落在设备内部构件之间,严重影响发动机的正常运行,甚至会引发严重事故,因此在线监测润滑油内磨粒信息是十分必要的。采用反射光谱定量分析,开展了润滑油磨粒含量检测实验,通过搭建反... 当发动机内部传动部件间发生磨损时,细微金属磨粒会脱落在设备内部构件之间,严重影响发动机的正常运行,甚至会引发严重事故,因此在线监测润滑油内磨粒信息是十分必要的。采用反射光谱定量分析,开展了润滑油磨粒含量检测实验,通过搭建反射光谱润滑油磨粒含量检测实验台,选用300目(50μm)疲劳磨损颗粒和80目(175μm)严重磨损颗粒共2种粒径大小的Fe粒和Cu粒,分别在可见光波段(450~760 nm)和紫外波段(200~435 nm),获取了润滑油磨粒浓度在6~15μg·mL^(-1)范围内,以0.3μg·mL^(-1)为间隔的31组反射光谱数据。针对反射光谱数据建立了偏最小二乘(PLS)线性模型,而该模型预测效果较差。又采用数据预处理校正方法对原始数据进行筛选校正,削减建模数据中的干扰因素,建立了PLS优化模型,却发现PLS优化模型虽然提高了预测效果,部分工况下的预测效果仍然较差,为进一步优化模型预测效果,建立了遗传规划模型和遗传规划-偏最小二乘(遗传规划-PLS)模型。最终得出以下结论:在PLS线性模型中,模型决定系数R^(2)处于0.71~0.80范围内;在PLS优化模型中,模型决定系数R^(2)处于0.80~0.94范围内;在遗传规划模型中,模型决定系数R^(2)处于0.72~0.96范围内;在遗传规划-PLS模型中,模型决定系数R^(2)处于0.84~0.98范围内。结果表明遗传规划-PLS模型预测效果最好。通过对润滑油磨粒含量反射光谱的研究,有望为发动机油液监测提供一种新的方法。 展开更多
关键词 润滑油磨粒含量 反射光谱 光谱分析 模型优化
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基于近红外光谱技术的润滑油磨粒含量检测研究
9
作者 殷雄 崔洪帅 +5 位作者 刘雪婧 马世一 周延 种道彤 熊兵 李锟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期816-825,共10页
发动机内润滑油中的金属磨粒含量检测对于预防发动机磨损至关重要,准确、快速地检测出滑油中磨粒含量能及时判断机械设备的磨损状况。为了快速高效地检测出润滑油磨粒形成的固液两相流中的磨粒含量,提出了一种近红外光谱技术结合数学建... 发动机内润滑油中的金属磨粒含量检测对于预防发动机磨损至关重要,准确、快速地检测出滑油中磨粒含量能及时判断机械设备的磨损状况。为了快速高效地检测出润滑油磨粒形成的固液两相流中的磨粒含量,提出了一种近红外光谱技术结合数学建模算法预测磨粒含量的方法。通过搭建的近红外吸收光谱实验系统,在Fe和Cu两种金属磨粒、5种不同粒径大小下共10组工况下,利用波长检测范围在900~2500 nm的近红外光谱仪,采集磨粒浓度在6~15μg·mL^(-1)范围内的光谱数据。针对单波长上光谱信息无法良好解释滑油内磨粒浓度变化的问题,采用光谱-理化值共生距离(SPXY)算法将光谱数据集进行划分。建立润滑油磨粒含量预测偏最小二乘(PLS)模型,分析各工况下的模型预测结果,得到各工况下的磨粒均可被有效检测,模型决定系数(R^(2))最高为0.8318。针对仅采用PLS建模预测效果不完全理想的问题,采用多种数据预处理方法对原始光谱数据进行数据矫正后建模,结果表明除个别异常工况外,其他工况的模型决定系数R^(2)均大于0.8,优化了PLS模型预测效果。为进一步优化润滑油磨粒模型预测效果,建立了润滑油磨粒遗传规划(GP)模型和润滑油磨粒遗传规划-偏最小二乘(GP-PLS)模型,其中,GP模型相比PLS优化模型更加稳健且预测效果更好,R^(2)最高可达0.9562,平均引用误差(MFE)最大为14.73%;GP-PLS模型,相对于GP模型,R^(2)最高为0.9430,MFE最大为10.86%,MFE得到有效降低,使模型预测准确度更高。通过对磨粒含量预测模型的研究分析,得出几种模型均能有效预测滑油中的磨粒含量变化,其中,GP-PLS模型在预测磨粒含量变化方面整体表现的更好。研究结果表明,采用光谱分析法结合建模算法来预测滑油磨粒固液两相流中的磨粒含量是具备可行性的,为发动机内设备机械磨损故障检测提供了一种有效的检测方法。 展开更多
关键词 近红外光谱 磨粒检测 偏最小二乘 遗传规划
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电芬顿CMP抛光液中磨粒的分散性研究及中性环境下绿色抛光液的设计
10
作者 成锋 王子睿 +5 位作者 朱睿 王永光 彭洋 张天宇 赵栋 樊成 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第1期113-121,共9页
芬顿反应是一种能产生强氧化性羟基自由基(·OH)的绿色氧化反应,选用三聚磷酸钠(STPP)为外加电解质、金刚石为磨粒,比较STPP、NaCl和Na_(2)SO_(4)对芬顿反应中金刚石磨粒分散稳定性的影响,并研究该绿色抛光液在不同pH值下对电芬顿... 芬顿反应是一种能产生强氧化性羟基自由基(·OH)的绿色氧化反应,选用三聚磷酸钠(STPP)为外加电解质、金刚石为磨粒,比较STPP、NaCl和Na_(2)SO_(4)对芬顿反应中金刚石磨粒分散稳定性的影响,并研究该绿色抛光液在不同pH值下对电芬顿抛光液中金刚石磨粒的抗沉降能力、Zeta电位以及抛光液粒径的影响,并对GaN晶圆的抛光效果进行验证。结果表明:STPP能与芬顿反应抛光液中的Fe^(2+)络合,防止多余的金属阳离子流入扩散层,提高了金刚石磨粒的分散稳定性,且STPP能有效改善芬顿反应抛光液中金刚石磨粒团聚的现象;此外,STPP使抛光液能在偏中性环境中具有较好的分散性,且含有STPP的绿色抛光液可在中性环境下实现对GaN晶圆高效、无损的超精密抛光。 展开更多
关键词 芬顿反应 电化学机械抛光 金刚石磨粒分散 三聚磷酸钠 GaN
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金刚石磨粒切削钢混材料的温度仿真分析与磨损实验
11
作者 韦敏 史永晋 郭子航 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期342-351,共10页
海上平台导管架桩基一般采用钢混灌浆结构,在利用金刚石串珠绳切割其海面以上部分时,为确保单根串珠绳完成单一切口的切割作业,必须选择合理的冷却方案。本研究基于傅里叶导热定律建立金刚石磨粒切削温度场数值模型,该温度场的温度随切... 海上平台导管架桩基一般采用钢混灌浆结构,在利用金刚石串珠绳切割其海面以上部分时,为确保单根串珠绳完成单一切口的切割作业,必须选择合理的冷却方案。本研究基于傅里叶导热定律建立金刚石磨粒切削温度场数值模型,该温度场的温度随切削工艺参数的增大而升高,随介质参数的增大而降低;利用AdvantEdge有限元切削仿真技术建立金刚石磨粒切削钢混材料的动力学仿真模型,探究切削过程中不同冷却方式对切削区温升和磨粒磨损的影响;搭建金刚石串珠绳切削实验台,根据实际工况,选择了干切削、低温喷雾和高压水冷3种切削方式,对仿真结果进行实验验证。结果表明:低温喷雾冷却方案的冷却效果最优,与干切削相比,试验后单颗串珠磨粒的完整度可提高13百分点,磨粒脱落率可降低15百分点。因此,在导管架平台桩基切割工况下,选择低温喷雾冷却的方式,更有利于串珠绳切削效率和使用寿命的提升。 展开更多
关键词 金刚石串珠绳 磨粒 冷却方式 切削温度 磨粒失效
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磨削区域内磨粒分布集成磨削力建模研究
12
作者 付宇 张春芝 +2 位作者 刘海华 马晨祥 孟祥懿 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期194-199,共6页
在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨... 在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨削力的影响规律。根据磨粒分布理论将单磨粒在磨削加工区域有效集成,建立磨具法向磨削力的数学模型。磨削试验验证表明,磨削深度为1~5 mm时的平均误差约为9.9%,在磨削深度高于3 mm工况时的平均误差仅为1.9%,为焊缝磨削的稳定性控制提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 磨粒分布理论 有限元仿真 磨削力建模 焊缝磨削 磨削过程
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固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理
13
作者 罗晨阳 郭磊 +2 位作者 曹雏清 曹蕾蕾 施鹏飞 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1159-1169,1177,共12页
为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具-工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒-工件间的... 为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具-工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒-工件间的接触力学,建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象,以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验,对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明,建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%,材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关,所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。 展开更多
关键词 硬脆材料 材料去除机理 弹性磨抛工具 固结磨粒 游离磨粒
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不同尺寸SiC磨粒及磨料粒度分布下机床导轨材料GCr15的磨损机制
14
作者 王奔 祝天龙 +5 位作者 汪嘉怡 宋畅 印文典 张棋 陈铁 李昕旸 《工具技术》 北大核心 2025年第9期38-47,共10页
探究不同尺寸与粒径分布SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑对机床精密部件的磨损机制与机理的综合影响,为机床精密部件防护提出理论依据。以机床导轨副材料GCr15轴承钢为试验件材料,运用SiC颗粒替代陶瓷基复合材料切屑,在不同尺寸单一粒径磨... 探究不同尺寸与粒径分布SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑对机床精密部件的磨损机制与机理的综合影响,为机床精密部件防护提出理论依据。以机床导轨副材料GCr15轴承钢为试验件材料,运用SiC颗粒替代陶瓷基复合材料切屑,在不同尺寸单一粒径磨粒与混合磨粒粒径条件下进行摩擦磨损试验,分别从宏观摩擦系数、粗糙度、均方差、偏态系数与峰态系数与微观磨损形貌对摩损表面进行表征,探究表面磨损机制。结果表明:3μm与5μm的磨粒对摩擦系数的影响较小,且稳定阶段后期摩擦系数较为稳定,磨损后表面粗糙度与磨损量较小且磨损较浅,对表面质量的影响较小。在磨粒条件下,磨粒以滚动磨损和滑动开槽磨损相结合。在单一粒径条件下随着粒径尺寸的增大磨粒逐步转变为滑动开槽为主;在混合粒径条件下,当粒度跨较小时,较小的磨粒随着磨损的进行逐步转变为活性磨粒并参与磨损,磨损形式逐步变为滚动开槽。当粒径跨度较大时,较小的磨粒难以转变为活性磨粒参与滑动开槽,少数处于微滚动,较大的磨粒的滑动开槽为主要的磨损形式;3μm和5μm的磨粒对摩损进程的影响主要在剧烈磨损阶段,而20μm,100μm,140μm的磨粒在整个磨损进程中始终处于波动状态难以稳定。虽然在混合粒径跨度较小时,小粒径的参与使磨合磨损阶段有所减短,但随着粒径跨度的增大,小粒径难以对磨损过程产生影响。 展开更多
关键词 机床导轨 销盘试验 摩擦磨损性能 磨损机制 磨粒磨损
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磁弹磨粒钝化刀具时刀具位置对刃口的影响
15
作者 吕宗耀 赵雪峰 +2 位作者 袁银 夏仪航 王伟业 《现代制造工程》 北大核心 2025年第8期1-9,140,共10页
为研究磁弹磨粒对刀具钝化时刀具位置以及相同位置下刀具旋转方向对钝化效果的影响,基于双磁盘磁力钝化机理建立磁场模型并进行实验验证。首先,在磁场中建立刀具不同位置的仿真模型,应用COMSOL软件分别分析刀具距离磁盘2、4、6、8、10 m... 为研究磁弹磨粒对刀具钝化时刀具位置以及相同位置下刀具旋转方向对钝化效果的影响,基于双磁盘磁力钝化机理建立磁场模型并进行实验验证。首先,在磁场中建立刀具不同位置的仿真模型,应用COMSOL软件分别分析刀具距离磁盘2、4、6、8、10 mm以及10 mm处刀具倾斜30°位置时在磁场中的磁感应强度变化情况;其次,基于磁弹磨粒在双磁盘磁力钝化设备中的钝化机制,制定在不同位置时刀具刃口的钝化实验方案,并对刀具正反转情况进行对比;最后,通过刀具刃口形貌及钝化量讨论刀具在不同参数下的钝化效果。实验发现,刀具在距离磁盘4 mm处钝化效果最好,刀具反转时钝化速度虽慢但钝化精度较高。 展开更多
关键词 磁弹磨粒 磁场 刃口形貌 磁力钝化
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双磨粒划擦2D SiC_(f)/SiC复合材料实验
16
作者 郭晋竹 刘瑶 +1 位作者 王优哲 王栋 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第2期153-162,共10页
为揭示2D SiC_(f)/SiC复合材料的磨削去除机理和磨粒间的耦合作用,在纤维编织表面(woven surface,WS)和叠加表面(stacking surface,SS)上,进行WS0、WS45和SS0、SS90方向的双磨粒划擦实验,观察划痕表面形貌,并测量划擦力。结果表明:横向... 为揭示2D SiC_(f)/SiC复合材料的磨削去除机理和磨粒间的耦合作用,在纤维编织表面(woven surface,WS)和叠加表面(stacking surface,SS)上,进行WS0、WS45和SS0、SS90方向的双磨粒划擦实验,观察划痕表面形貌,并测量划擦力。结果表明:横向纤维主要为剪切、拉伸和弯曲断裂;法向纤维以剪切去除为主,边缘伴随有少量的弯曲去除;纵向纤维的去除以拉伸(切入点)和弯曲(切出点)断裂为主,伴随有大量的纤维剥离;基体的去除形式有裂纹扩展、延性划痕、粉末化去除和脆性剥离。划擦力大小顺序为F_(SS0)>F_(WS45)>F_(SS90)>F_(WS0),在SS0时大量的基体被粉末化去除而消耗较多的能量,WS0时主要是横向纤维和纵向纤维的去除。与单颗磨粒实验对比,去除相同体积的材料,双磨粒的法向划擦力合力小于单颗磨粒划擦的法向划擦力合力,第1颗磨粒划擦后在表面形成的损伤导致第2颗磨粒去除相同体积材料时需要的能量降低,磨粒之间表现出较强的耦合关系,使2D SiC_(f)/SiC复合材料磨削力降低的同时获得更好的表面质量。 展开更多
关键词 双磨粒划擦 SiC_(f)/SiC复合材料 纤维取向 划擦力 表面形貌
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用于磨粒检测的同轴差分环状电容传感器设计
17
作者 何永勃 程寅 范文茹 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期89-93,共5页
针对航空发动机内摩擦副异常磨损所产生的大颗粒碎屑,滑油磨粒在线监测成为发动机预测性诊断的有效方法。为提高检测灵敏度,设计一种同轴差分环状电容传感器,并提出了管道内磨粒引起电容变化量的解析表达式。首先,基于COMSOL Multiphys... 针对航空发动机内摩擦副异常磨损所产生的大颗粒碎屑,滑油磨粒在线监测成为发动机预测性诊断的有效方法。为提高检测灵敏度,设计一种同轴差分环状电容传感器,并提出了管道内磨粒引起电容变化量的解析表达式。首先,基于COMSOL Multiphysics仿真软件建立传感器三维模型,分析结构参数、磨粒特征对电容值的影响,验证了解析表达式的正确性,并确立传感器最佳结构参数值;其次,分析了多种磨粒轴向流动时差动电容变化规律;最后,通过交流电桥对传感器灵敏度进行验证。仿真结果表明,该传感器能够在8 mm管道内径中检测出半径为0.12 mm的金属球体磨粒和水滴,以及径向长度0.1 mm的片状磨粒,并对金属和非金属类磨粒皆可达到较高的灵敏度,可为滑油磨粒在线检测研究提供设计支持。 展开更多
关键词 磨粒检测 差动式 电容传感器 灵敏度 交流电桥
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圆台磨粒随机分布的砂轮圆周表面形貌建模
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作者 陈小冬 王德祥 +2 位作者 郭峰 栗心明 江京亮 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期408-415,共8页
砂轮圆周表面形貌的准确建模是研究磨削加工机理的重要基础。将刚玉磨粒形状设定为有45°锥角的圆台形,推导在砂轮圆周表面随机分布的圆台磨粒的位置坐标,构建磨粒尺寸和磨粒凸起高度符合正态分布的圆台磨粒模型,并采用碰撞检测方... 砂轮圆周表面形貌的准确建模是研究磨削加工机理的重要基础。将刚玉磨粒形状设定为有45°锥角的圆台形,推导在砂轮圆周表面随机分布的圆台磨粒的位置坐标,构建磨粒尺寸和磨粒凸起高度符合正态分布的圆台磨粒模型,并采用碰撞检测方法检测是否存在磨粒干涉现象,最终生成符合真实工况的砂轮圆周表面形貌模型。结果表明:理论计算的磨粒数与砂轮圆周表面形貌模型的磨粒数比较,其相对误差仅为7.66%;磨粒尺寸分布和磨粒凸起高度分布与建模时设定的正态分布曲线有很好的一致性;磨粒位置呈无规则的随机分布,且砂轮圆周表面形成了无规则的块状和带状间隙区域,证明提出的建模方法可有效生成与真实砂轮具有较高相似度的圆周表面形貌。 展开更多
关键词 砂轮 表面形貌 圆台磨粒 随机分布
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不同几何尺寸SiC微粒对机床导轨材料GCr15的磨损机制
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作者 王奔 史忠澳 +1 位作者 祝天龙 张棋 《表面技术》 北大核心 2025年第1期140-149,共10页
目的探究不同几何尺寸SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑对机床精密部件磨损性能的影响机制及磨损机理,为机床防护提供理论参考。方法以机床精密部件——导轨运动副为例,利用SiC磨粒代替SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑,采用机床导轨运动副材料GC... 目的探究不同几何尺寸SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑对机床精密部件磨损性能的影响机制及磨损机理,为机床防护提供理论参考。方法以机床精密部件——导轨运动副为例,利用SiC磨粒代替SiCf/SiC陶瓷基复合材料切屑,采用机床导轨运动副材料GCr15轴承钢,在不同几何尺寸磨粒条件下进行销盘摩擦磨损试验,采用宏观摩擦因数和微观磨损形貌对磨损表面进行表征,探究磨损机制。结果相较于无磨粒条件下,在加入磨粒后其摩擦因数更高、更不稳定。在磨粒条件下,GCr15轴承钢的磨损表面存在大量的平行凹槽和不规则压痕,并伴随着少量的剥落坑。随着磨粒尺寸的增加,损伤加重,平行凹槽磨损更深、更宽,表面材料的剥落坑更密集,同时,磨粒几何尺寸的增加导致更深的磨痕深度及更高的磨损量。结论磨粒在摩擦界面存在游离和结合等2种运动形式,磨损机制为滚动挤压磨损与滑动开槽磨损的结合,且随着磨粒几何尺寸的增大,磨损机制由磨粒滚动挤压过渡为滑动开槽主导;1μm和5μm磨粒对摩擦进程的影响主要体现在剧烈磨损阶段,而10μm和20μm磨粒对整个进程都有明显影响,且大尺寸磨粒的加入会使摩擦副提前进入剧烈阶段;对比不同条件下的磨损形貌、摩擦因数及磨损量可知,1μm和5μm的磨粒对摩擦的影响较小。 展开更多
关键词 机床导轨 销盘试验 三体磨粒磨损 摩擦磨损性能 磨损机制
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基于磨粒排布方式的SiC陶瓷超声辅助磨削表面形貌研究
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作者 庞亚鹏 丁凯 +2 位作者 李奇林 庄百亮 张振 《电加工与模具》 北大核心 2025年第3期66-73,80,共9页
为准确预测硬脆材料超声辅助磨削表面形貌,采用电镀、钎焊金刚石磨头分别建立了磨粒无序和有序排布的磨头工作面地貌模型,通过开展SiC陶瓷的普通磨削和超声辅助磨削对比试验验证仿真结果的准确性,并研究磨粒排布方式、磨削参数对表面形... 为准确预测硬脆材料超声辅助磨削表面形貌,采用电镀、钎焊金刚石磨头分别建立了磨粒无序和有序排布的磨头工作面地貌模型,通过开展SiC陶瓷的普通磨削和超声辅助磨削对比试验验证仿真结果的准确性,并研究磨粒排布方式、磨削参数对表面形貌和表面粗糙度的影响。结果表明,仿真和试验结果的三维表面形貌整体变化趋势较吻合,表面粗糙度误差在8%~18%之间;在相同的磨削参数条件下,相比于普通磨削,两种磨头的超声辅助磨削均可减少加工表面材料损伤,降低磨削表面粗糙度值;相比于电镀磨头,钎焊磨头在超声辅助磨削加工下的表面粗糙度值降低幅度更大,最大可达到29.48%。 展开更多
关键词 超声辅助磨削 磨粒排布方式 表面形貌仿真 表面粗糙度
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