【摘 要】
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随着科学技术的不断发展,高新技术产业对高精度表面的要求也越来越高。传统的表面抛光方法如机械抛光、化学抛光、电化学抛光等,或抛光力不易控制,或抛光精度较低,因此很难满足各种高精度表面的要求。磁流变抛光是一种新型的表面抛光技术,它基于磁流变抛光液的流变特性,在工件表面形成“柔性抛光膜”,通过改变磁场强度的大小实现对抛光力的控制,进而对工件表面进行抛光。磁流变抛光液是由磁流变液演变而来,其性能是影响磁流
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随着科学技术的不断发展,高新技术产业对高精度表面的要求也越来越高。传统的表面抛光方法如机械抛光、化学抛光、电化学抛光等,或抛光力不易控制,或抛光精度较低,因此很难满足各种高精度表面的要求。磁流变抛光是一种新型的表面抛光技术,它基于磁流变抛光液的流变特性,在工件表面形成“柔性抛光膜”,通过改变磁场强度的大小实现对抛光力的控制,进而对工件表面进行抛光。磁流变抛光液是由磁流变液演变而来,其性能是影响磁流变抛光技术的关键因素,因此对磁流变抛光液进行深入的研究有助于改善磁流变抛光液的性能,进而提高磁流变抛光的效率以及质量。本文从微观角度分析磁流变抛光液在磁场与流场复合作用下的微观结构及力学特性,探索抛光磨粒的把持机理,建立磁场与流场复合作用下磁流变抛光液的剪切屈服应力模型。本文的主要研究内容包括:(1)磁流变抛光液的颗粒动力学模拟。基于磁偶极子理论,对磁流变抛光液演化过程中的磁性颗粒以及抛光磨粒进行力学分析,并建立两种粒子的动力学方程。采用颗粒动力学的方法对磁流变抛光液的演化过程进行仿真模拟,并分析抛光磨粒对羰基铁粉颗粒链化的影响。(2)磁场作用下磁流变抛光液剪切屈服应力模型的建立。基于密堆六边形结构模型,对磁流变抛光液中的抛光磨粒进行受力分析。探究磁流变抛光中磁性颗粒对抛光磨粒的把持机理,建立无流场作用时磁流变抛光液的剪切屈服应力模型。(3)磁场与流场复合作用下磁流变抛光液剪切屈服应力模型的建立。通过仿真模拟以及理论分析的方法探究流场对磁流变抛光液微观结构的影响,提出立方结构模型作为磁流变抛光液链化后的微观结构模型。基于立方结构模型分析抛光磨粒的把持机理,建立磁场与流场复合作用下磁流变抛光液的剪切屈服应力模型。(4)材料去除率模型的建立及试验。基于磁流变抛光液的剪切屈服应力模型,综合考虑磁流变抛光中磁场强度、流场压力、工件材料、工件转速等因素建立磁流变抛光的材料去除率模型,并通过磁流变抛光试验验证所建模型及相关分析的合理性。
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