流体二维振动超光滑表面加工振动场分析与实验研究

摘要

本文针对超光滑表面的需求，提出了一种基于流体二维振动的超光滑表面加工方法。该抛光方法采用流体为抛光工具，在水平方向和垂直方向附加二维高频振动作为抛光作用力，使流体分子或微细磨料粒子能以一定的速度不断冲击工件表面，利用抛光液与工件之间的物理-化学作用完成材料去除，从而获得超光滑表面。论文基于该原理，对实验装置进行了设计，并通过有限元模态分析方法分析了装置的固有频率和模态振型。本文还对装置进行了有限元谐响应分析，找出在激振器的作用下抛光槽的响应状态，找出了响应比较好，振动状态平稳的频率段。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1本课题的研究意义

1.2国内外超光滑表面加工技术的研究现状

1.2.1机械抛光

1.2.2化学抛光

1.2.3特种抛光和复合抛光方法

1.3本课题的研究概况

1.3.1研究意义及研究目标

1.3.2课题来源及研究内容

第二章装置的设计及有限元分析

2.1二维流体振动物理-化学复合抛光的基本原理

2.2抛光试验装置的设计

2.2.1装置的功能分析

2.2.2装置的设计

2.2.3振动源与抛光槽的结合方式

2.3装置的有限元分析

2.3.1基本理论

2.3.2有限元分析的基本步骤

2.3.3单元类型的选择

2.3.3有限元模态分析

2.3.4动力学谐响应分析

2.4初步抛光加工实验

2.5小结

第三章振动场的流固耦合分析

3.1超声波的原理和特性

3.2流固耦合分析

3.2.1流固耦合分析的基本理论

3.2.2流固耦合分析的基本步骤

3.2.3单元类型的选择

3.3 ANSYS流固耦合分析结果

3.3.1双超声抛光槽流体轨迹分析

3.3.2机械振动-超声振动方式有限元流固耦合分析

3.4抛光液中磨料粒子运动轨迹的初步研究

3.5小结

第四章流体二维振动超光滑抛光实验研究

4.1石英玻璃的特点

4.2 WYKO非接触表面轮廓仪

4.3流场对工件表面质量的影响

4.3.1稳定流场对抛光效果的影响

4.3.2非稳定流场对抛光效果的影响

4.3.3不同流场对表面质量影响的机理

4.4石英玻璃抛光实验研究

4.4.1区域跟踪检测法抛光实验

4.3.3实验结果分析

4.4小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

独创性说明

致谢