Моделирование температурного поля и напряженно-деформированного состояния алмазосодержащих инструментальных композитов на полимерной матрице

• Автор: Яхутлова, Марианна Разиуановна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ.

1.1. Алмазосодержащие инструментальные композиты

на полимерной матрице.

1.2. Структура и свойства полимерных связующих.

1.3. Смачивание и адгезия полимеров к алмазу и особенности структурообразоваиия граничных слоев.

1.4. Формирование структуры и свойств композитов

при прессовании и термообработке .

1.5. Моделирование температурного поля и напряжннодеформированного состояния алмазосодержащих композитов.
1.6. Цель и задачи работы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
И АЛГОРИТМОВ РАСЧТА ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
2.1. Уравнение нестационарной теплопроводности.
Постановка краевых задач.
2.2. Конечноэлементная формулировка задачи
2.3. Постановка задачи термоупругости и е конечноэлементная формулировка.
2.4. Алгоритмы решения задач стационарной и нестационарной термоупругости..
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА РОГРЛММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ
ДОСТОВЕРНОСТИ АЛГОРИТМОВ
3.1. Общие принципы построения программного комплекса.
3.2. Принципы построения препроцессора и подготовка
исходных данных для расчета.
3.3. Обоснование достоверности алгоритмов.
3.4. Выводы
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ АЛМАЗ ПЕРЕХОДНЫЙ СЛОЙ ПОЛИМЕРНАЯ МАТРИЦА.
4.1. Расчтная схема и свойства элементов
4.2. Моделирование температурного поля в системе
алмаз переходный слой полимерная матрица.
4.3. Моделирование напряжннодеформированного состояния
системы алмаз переходный слой полимерная матрица.
4.4. Моделирование нестационарного теплового процесса в системе
4.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


К настоящему времени синтезировано большое количество других сверхтвердых материалов. Самым твердым из них долгое время оставался кубический нитрид бора сВЫ. Прямым превращением графитоподобного тврдого раствора ВКС при давлении ГПа и температуре К была получена новая сверхтврдая фаза, кубический карбопитрид бора 2 . Микротвердость и модуль упругости сВСзИ являются промежуточными между алмазом и кубическим нитридом бора табл. Таблица 1. Монокристалл. Рассчитано по упругим постоянным монокристалличсского сВМ. Уникальный комплекс физикомеханических свойств алмаза и других сверхтврдых материалов определяется малым расстоянием между атомами, направленной ковалентной связью атомов в кристаллической решетке, большой локализацией валентных электронов и образованием наиболее энергетически устойчивых электронных конфигураций на субатомном уровне. Исключительную твердость трх основных сверхтврдых материалов алмаза, кубического карбонитрида бора и кубического нитрида бора связывают с симметричным направлением атомных связей в кристалле. Промышленно в больших объемах выпускаются сверхтврдые материалы на основе алмазаи на основе кубического нитрида бора. Сверхтврдые материалы выпускают в виде порошков или поликристаллов, а также используют в составе инструментальных композиционных материалов как наполнители. В зависимости от вида сырья, из которого их изготавливают, шлифпорошки делят на две группы АС и АР. Шлифиорошки типа АС получают методом рассева порошков из продукта синтеза алмазов на ситах. Шлифпорошки типа АР получают путем дробления поликристаллов. Микропорошки получают дроблением шлифпорошков или по специальным технологиям синтеза. Субмикропорошки получают разделением на высокооборотных центрифугах из предварительно отобранного продукта класса 1 мкм. С использованием алмазосодержащих композиционных материалов выпускается широкая гамма инструментов разных форм и размеров, на различных матрицах. В алмазноабразивном инструменте рабочая часть состоит из зрен алмазного порошка, которые распределены и прочно закреплены в матрице. Для изготовления. Алмазоносный слой прочно соединен с корпусом инструмента склейкой, пайкой, сваркой. В отличие от инструмента из обычных абразивов 8Ю, А, наличие корпуса позволяет использовать алмазоносный слой до полного износа. Среди алмазноабразивного инструмента наиболее широка номенклатура кругов в виде тела вращения рис. Конструктивно круги состоят из корпуса, на одной или нескольких поверхностях которого закреплн алмазосодержащий слой. Корпуса кругов имеют посадочные,отверстия для закрепления кругов на шпинделе станка. Алмазоносный слой инструмента можно рассматривать как композиционный материал, представляющий собой матричную систему, в которойодин из компонентов является непрерывной фазой связующее, другой зрна алмазов равномерно распределн в ней в виде включений. Основной проблемой при разработке таких материалов является обеспечение прочного закрепления частиц твердой фазы в матрице и в то же время максимальное сохранение ее химической индивидуальности в условиях эксплуатации. При разработке алмазосодержащих композитов стремятся к тому, чтобы инструмент, изготовленный на их основе, работал в режиме самозатачивания. Если матрица изнашивается медленнее абразивных зрен, то инструмент теряет режущие свойства засаливается, если быстрее происходит интенсивный износ алмазоносного слоя. Рисунок 1. Вид и структура матрицы, наряду с концентрацией, маркой и зернистостью алмазного порошка, являются основными характеристиками, определяющими работоспособность и эффективность алмазного абразивного инструмента. Основные виды алмазноабразивных инструментов выпускаются на органических, металлических и керамических матрицах. Алмазный инструмент на полимерном связующем находит широкое применение в промышленности до от общего потребления алмазного инструмента при обработке различных материалов, в основном металлов и сплавов, используемых в машиностроении. Эти инструменты позволили решить ряд важных задач при высокопроизводительном шлифовании, резке и полировании труднообрабатываемых материалов.