磨削中的尺寸效应

本文主要分析了磨削中的尺寸效应，从断裂力学的基本原理出发探讨了尺寸效应产生机理，提出了单位磨削力随切深变化的理论关系式：Ｆ＝Ｋ（１／ａｐ）＾δ讨论了尺寸效应对磨削力方程中系数Ｋ和ε的影响，对磨削力方程进行了修正，并通过试验进行了验证。     

缓进给磨削中的尺寸效应

在阐述前人的研究成果和分析缓进给磨削的几何学特点的基础上,对缓进给磨削中的尺寸效应进行了试验研究,结果表明缓进给磨削中的尺寸效应是十分显著的。接着论文对这一现象产生的原因进行了理论分析,最后提出了合理确定磨削工艺参数的建议。     

极薄带微轧制中的尺寸效应

试验发现冷轧纯铝、纯铜和低碳钢极薄带时,当轧件厚度减薄到特定的阈值以下,发生了抗拉强度随轧件厚度减薄而降低的尺寸效应。介绍了极薄带轧制时发生尺寸效应的现象,简要分析了尺寸效应产生的原因,给出了典型金属材料出现尺寸效应的阈值,并对轧制极薄带时发生尺寸效应所带来的有益效果—超延展现象进行了介绍。     

金属强度的尺寸效应

简要综述了金属强度的晶粒尺寸效应和样品尺寸效应的研究历史和现状,揭示了它们的基本强化机制分别是增加位错运动的阻力和增加位错产生的难度.在一些纳米金属中发现这2种机制同时起作用,从而指出利用这2种机制调控纳米金属强塑性的可能性.这种可能性在纳米纯Al中得到了验证.     

大尺寸硅片自旋转磨削的试验研究

利用基于自旋转磨削原理的硅片超精密磨床,通过试验研究了砂轮粒度、砂轮转速、工件转速及砂轮进给速度等主要因素对材料去除率、砂轮主轴电机电流以及磨削后硅片表面粗糙度的影响关系。研究结果表明,增大砂轮轴向进给速度和减小工件转速,采用粗粒度砂轮有利于提高磨削硅片的材料去除率,砂轮轴向进给速度对材料去除率的影响最为显著;适当增大砂轮转速,减小砂轮轴向进给速度,采用细粒度砂轮可以减小磨削表面粗糙度;在其它条件一定的情况下,砂轮速度超过一定值会导致材料去除率减小,主轴电机电流急剧增大,表面粗糙度变差;采用比#2000粒度更细的砂轮磨削时,材料去除率减小,硅片表面粗糙度没有明显改善。     

铸件薄壁尺寸效应的研究成果

介绍了近年来国内外学者在薄壁尺寸效应方面的研究成果,并提出了减少薄壁尺寸效应对材料力学性能影响的可能途径.     

控制力磨削成圆效应的研究

本文对用反馈控制系统进行控制力磨削的磨削过程进行了理论分析,给出了数学模型,推导出在这类装置上进行控制力磨削时的成圆条件及磨削后工件几何形状的残留误差的计算式。文中还进行了试验验证,给出了磨削过程工件残留误差的变化曲线。     

大尺寸硅片自旋转磨削运动分析及仿真

本文利用数学矩阵方法,建立大尺寸硅片自旋转磨削运动的理论模型,研究了砂轮半径、硅片和砂轮旋转速度、旋转方向等因素的选择及各因素对磨削轨迹的影响,同时还研究了磨粒合成运动速度的变化规律。研究结果表明,随着砂轮半径的增大,磨削轨迹的曲率减小,选用较小直径砂轮将更有利硅片表面质量的提高。当转速比i大于零,随着i值的增大,磨削轨迹的曲率逐渐减小。在转速比i小于零的情形,当转速比i=-2时,磨削轨迹曲率为0,磨削轨迹的形状接近一条直线。磨粒合成运动速度随砂轮转速和硅片转速的增大而增大。     

砂轮磨粒尺寸及形状对磨削加工的影响

利用计算机数字模拟技术作为手段分析研究磨粒尺寸大小及形状对磨削加工过程和被磨削表面的影响,结果得出磨粒径大小影响到砂轮表层的磨粒中实际参加切削的磨粒数目,磨粒粒径越小,被加工表面粗糙度越小,由大大小小不同粒径磨粒的成的砂轮与单一粒径磨粒的砂轮相比,其被加工表面粗糙度要小得多,磨粒几何形状和磨粒表面微观粗糙度的被加工表面粗糙度影响不大。     

微细黄铜板料尺寸效应

为研究微细尺度下材料的晶粒尺寸d、厚度t对其力学性能的影响,引入尺寸效应影响因子φ=t/d,在常温下对具有不同晶粒尺寸和板厚的H62黄铜薄板试样进行单向拉伸实验。结果表明,随着φ的减小,流动应力减小,延伸率下降;板料硬化指数n值,随板料厚度的增加而增大,随晶粒尺寸的增大而增大。拉伸试样均为韧窝微孔聚合型断裂,0.5mm和1.0mm厚度试样断口处韧窝多而浅,且为抛物线形,材料韧性好,塑性强;板厚0.1mm和0.2mm的试样断口韧窝深而大,硬化指数n值大,但塑性差。     

薄板焊接残余应力尺寸效应

利用ANSYS大型有限元软件对对接薄板焊接残余应力的大小和分布进行了计算,得出了尺寸因素对焊接残余应力的影响规律,特别是过渡板宽、板长对焊接残余应力的影响,分析过程中考虑了材料的物理性能及力学性能随着温度的非线性变化以及金属的熔化潜热,使数值模拟结果尽量接近实际值.最后理论计算与试验结果相比较,结果是基本吻合的,所得结果可以进行残余应力预测.     

微米尺寸不锈钢的形变与疲劳行为的尺寸效应

采用聚焦离子束溅射蚀刻加工了微米尺寸304不锈钢悬臂梁试样．利用静态及动态弯曲加载研究了微米尺寸材料的形变与疲劳开裂行为．结果表明：随薄膜厚度的减小,材料的屈服强度升高,塑性下降．屈服强度随悬壁梁厚度的变化关系与Hall—Perch晶粒强化关系相似．微小悬壁梁屈服强度的升高来源于小尺度材料在非均匀变形下引起的应变梯度贡献的增加;而塑性下降则归因于较薄薄膜的晶粒内较少的可动位错．疲劳裂纹从尖缺口处萌生的门槛值接近块体材料．     

基于正交试验的大尺寸平面磨削淬硬研究

在平面磨床上采用纵向往复进给+横向间歇进给怕勺方式对40Cr钢进行大尺寸平面磨削淬硬正交试验,研究了横向截面上软化带宽度与各因素之间的变化规律。结果表明:随磨削深度的增大或工件进给速度的减小,软化带宽度增大,而随着重磨区宽度的增大,软化带宽度则先减小后增大;各因素对软化带宽度的影响顺序为工件进给速度v_w重磨量C_r磨削深度a_p;最优磨削淬硬参数组合为V_w=0.8 m/min,C_r=1mm,a_p=0.1mm。     

钨单晶纳米压痕尺寸效应研究

利用纳米压痕仪和扫描探针显微镜对高纯钨单晶的载荷-位移曲线、弹性模量、压痕形貌、纳米硬度-加载深度以及弹性回复率的变化情况进行了研究。结果表明,W(111)晶面在加载和卸载过程中分别经历了弹性变形和塑性变形阶段,荷载-位移曲线未出现不连续现象,表明在加载过程中压痕内部未产生裂纹或脆性断裂;钨单晶的残余压痕表现出堆积形貌,表明钨单晶有较低的加工应变硬化趋势;采用连续刚度法测量了钨单晶的纳米压痕硬度以及弹性模量,结果表明,钨单晶纳米压痕硬度和弹性模量存在尺寸效应,即随着加载深度的增加,单晶的纳米压痕硬度和弹性模量减小;采用 Nix-Gao 模型对钨单晶的纳米压痕力学特征和进行了分析,计算了钨单晶的微观特征长度（h^*）为1490nm,无压痕尺寸效应时的纳米硬度值（H_0）为6.79GPa,尺寸效应因子（m）为0.18,即压入深度小于1490nm时,钨单晶具有明显的尺寸效应,当压入深度超过1490nm时,尺寸效应将减弱。当压入深度超过2450nm时,钨单晶的纳米尺寸效应将消失。