石英玻璃的单颗磨粒划擦应力场解析模型及损伤可控磨削机理研究

摘要

磨削是砂轮表面大量随机分布的磨粒在磨削液或大气环境下共同对工件表面进行划擦作用的复杂过程,影响磨削过程中材料去除机理的本质因素是材料的力学性质和磨粒与工件作用区的应力状态.为揭示石英玻璃磨削过程中的材料去除机理,本文首先建立了单颗磨粒划擦石英玻璃的弹性应力场解析模型,模型可以写成下式形式,σij=Fn/πρ2[Fij(Φ,θ)v+λgij(Φ,θ)v]+fEa3/πtanΨρ3·hij(Φ,θ)v(1)式中,Fn是法向力,λ是切向力与法向力比,ψ是磨粒顶半锥角,f是在残余应力作用下材料减小的体积系数,E是弹性模量,H是硬度,v是泊松比,(θ,Ψ,ρ)表示任一点坐标,fij(Φ,θ)v,岛(Φ,θ)v,hij(Φ,θ)v表示关于θ,Φ,v的函数.