一、PCD复合片热稳定性的灰色关联分析(论文文献综述)
孙荣军,谷拴成,石智军,张幼振,张献振[1](2018)在《PDC实钻性能的测试与评价》文中研究表明在总结分析国内外有关PDC切削齿性能测试方法的基础上,采用常规检测方法对不同生产厂家的5种PDC产品的磨耗比、冲击韧性和热稳定性进行测试、评价和优选,并对优选出的2种PDC在微钻试验平台上进行实钻性能测试。结果表明:用微钻试验的钻进效率衰减系数和钻进效率均峰值来评价PDC实钻性能,方法科学,数据准确,结果实用,可作为煤矿用PDC钻头切削齿选型的参考依据。
张献振,王传留,居培,李锁智[2](2017)在《基于电液微钻试验台的聚晶金刚石复合片性能分析》文中提出利用电液微钻试验台对复合片性能进行评价,将复合片焊接于微钻头基体上,通过模拟真实的钻头钻进环境,利用钻头钻进时效参数来评价复合片的综合性能。对10种不同性能PDC进行了测试,测试表明:O2综合性能最佳,与常规性能测试的O1为最佳PDC有所出入,电液微钻试验台的实测可以为钻头的PDC选型提供参考。
古智祥[3](2016)在《高精度金刚石工具磨床摆轴设计与有限元分析》文中研究说明圆弧刃金刚石刀具是超精密球曲面、非球曲面零件加工的重要工具,其刀尖圆弧半径和圆弧度决定了被加工曲面的形状精度、尺寸精度以及表面质量。然而金刚石的超硬特性使得该材料的零件难于加工。国外在高精度的金刚石刀具及刃磨设备方面对中国实行技术封锁,国内在此领域的研究相对落后。因此,本文对金刚石工具磨床中影响金刚石刀具刀尖圆弧成形的关键部件——摆轴系统进行了研究与设计,为我国在此领域的发展提供了一定的理论基础。首先,本文对金刚石工具磨床的摆轴系统中的摆轴回转机构、进给机构以及恒压力增压机构三部分进行结构设计。摆轴系统的主轴结构采用高精度的角接触球轴承,在满足高回转精度前提下兼顾高刚度的要求。进给机构采用丝杠螺母机构配备滑动导轨。恒压力增压采用气压方式获得,并将工作台的快进退整合在同一个气压回路中,简化了摆轴系统的整体结构。其次,依据Hertz接触理论和ABAQUS有限元仿真分析,分别计算和模拟了摆轴组件在静态作用力下的接触应力和位移变形。两种方法得到的结果发现,静态作用力下的接触应力远低于材料的屈服强。Hertz接触理论计算得到的滚子与滚道之间的接触变形为0.139μm,有限元仿真分析得到摆轴的回转精度为0.138μm,回转精度小于1μm可满足设计要求。然后,基于有限元柔性多体动力学分析方法,利用ABAQUS有限元软件建立了角接触球轴承柔性多体接触动力学分析模型,模型中考虑保持架的外力变形和滚子与保持架动态接触。通过对模型进行动力学分析,重点探讨了不同预紧力对轴承接触应力的影响,内圈的位移、速度等运动特性,以及动态下的角接触球轴承的接触应力。最后,绘制了摆轴系统的装配示意图和摆轴的主轴零件图,并总结了研究存在的不足。
王永照[4](2013)在《高压处理PDC的残余应力及机械性能分析》文中认为作为快速发展的一个新兴领域,高压处理技术在力学、热学、光学、磁学、电学、超导体有着不可替代的作用。高压条件下生产的材料具有许多特殊的性能,比如高硬度、优良的导电性。高压物理研究成果具有重大的实际应用价值。聚晶金刚石复合片(PDC)作为一种优良的耐磨材料和切削工具,被广泛地应用于切削工具、拉丝模、耐磨器件及油田钻井钻具等,进入市场三十多年来在钻探领域也发挥了重大的作用。据统计,PDC钻头在油田钻探总的进尺量的比例已由十年前的不足10%增加到现在的60%以上。虽然PDC材料在钻井方面得到巨大的应用,但是在中硬、硬地层方面,PDC钻具很难发挥其作用,究其原因在于PDC材料自身的残余应力,所以研究PDC残余应力的分布规律,减小PDC烧结冷却时在界面处形成的热残余应力,从而提高PDC的机械性能显得尤为重要。考虑到目前聚晶金刚石复合片的生产工艺和界面处残余应力的生成机制,本文采用激光拉曼光谱、差热分析、扫描电镜、有限元分析等方法对高温高压合成PDC的残余应力大小和分布规律以及机械性能进行了以下的研究:1)采用激光拉曼光谱仪测定聚晶金刚石复合片PCD层表面的残余应力,并与有限元分析结果进行比较,验证实验结果的可靠性,获得残余热应力的大小及分布规律。2)从耐磨性、热稳定性、抗冲击性能三个方面表征聚晶金刚石的机械性能。发现用体积磨耗比代替质量磨耗比来测定PDC的耐磨性更准确和方便;采用热重分析法得出在局部有钴富集现象的PDC热稳定性较差;实验测定不同基体厚度、不同结合面PDC的抗冲击性能。3)鉴于直接测试聚晶金刚石复合片结合面处的残余应力比较困难,本文从理论上对PDC界面处的残余应力进行了分析,得出界面处径向应力、轴向应力及任意一点处的等效应力,对界面处的残余应力可以进行定量的分析;并采用ANSYS有限元分析软件,分析传统平界面、十种非典型界面、不同硬质合金基体厚度的聚晶金刚石复合片的残余应力分布规律,得到应力分布云图,对聚晶金刚石的残余应力分布规律有进一步的认识。
王适,张弘弢[5](2003)在《PCD复合片热稳定性的灰色关联分析》文中研究表明对三种聚晶金刚石复合片在空气中进行了差热(DTA)和热重(TG)曲线的分析,并采用扫描电镜对高频感应加热的复合片进行了形貌观察。继而结合聚晶金刚石的DTA曲线和SEM照片,确定以DTA曲线的起始氧化温度作为其热穗定性的表征温度。进而基于灰色系统理论,采用灰色关联分析的量化评定方法对影响其热稳定性的两种内在因素进行分析,得出灰关联序,即各因素对热稳定性影响大小的排列顺序。结果表明:粘结剂钴含量要比金刚石原始粒度对复合片热稳定性的影响大。
王适[6](2003)在《金刚石热稳定性及其刀具受热损伤的研究》文中提出近年来,金刚石制品的生产者和使用者越来越关注产品的热稳定性。英国Element Six(原De Beers)和美国GE等公司都加大了对其金刚石产品热稳定性的测试和研究工作。在国外热稳定性被作为确定金刚石应用领域最重要的依据。目前,对金刚石制品性能的评估,也不再局限于强度、硬度、耐磨性等,而是加入热稳定性指标的综合评价。本文结合实际应用,对影响单晶金刚石热稳定性的内在因素进行了量化分析;并且结合聚晶金刚石复合片刀具的制作过程,对聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compacts)的热稳定性和感应加热造成的热损伤进行了深入的研究。 单晶金刚石热稳定性的影响因素较多,并且各个因素之间也是互相影响。这里基于灰色系统理论,提出可以充分利用产品原始信息的方法,即灰色关联分析,对四种金刚石内在因素对其热稳定性的影响进行量化分析,得到灰关联序。进而建立了Ⅰb型单晶金刚石热稳定性的灰色预测模型,它可以有效地对热稳定性进行预测。同时提出以单晶金刚石差热曲线上的外推起始温度,作为热稳定性的标识温度。 聚晶金刚石复合片刀具的焊接,严格要求加热温度和时间的参数。因此建立了聚晶金刚石复合片高频感应钎焊模糊控制及同步数据采集系统。该系统基于模糊控制原理,利用单片机技术,结合高频感应加热设备使用可控硅控制的原理和特点,对聚晶金刚石复合片刀具的钎焊实现了参数化控制,并且控制效果显着。它是进一步研究刀具的焊接工艺和感应加热对聚晶金刚石表面热损伤的基础性试验设备。 利用上述设备,对聚晶金刚石复合片刀具钎焊过程涉及到的钎料对钎焊金属的润湿能力、钎焊温度对钎焊接头强度的影响、恒温保持时间对钎焊接头强度的影响、钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响等方面的问题,进行了深入的研究。 利用差热分析(DTA)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)等分析手段,对聚晶金刚石在空气中加热的氧化行为进行了深入研究。分析了聚晶金刚石在空气中热损伤的四种形式,深入探讨了复合片在感应加热条件下的热损伤机理。 感应加热过程对聚晶金刚石复合片的影响,决定了焊后刀具的质量。因此,进行了感应加热对刀具前刀面和后刀面热损伤的研究。前刀面热损伤层的定量分析,可以为随动磨削的加工余量提供理论依据。后刀面热损伤层的定量分析,可以为确定最小刃磨余量提供理论支持。 针对聚晶金刚石的热稳定性,深入分析了其差热分析曲线和电子扫描电镜照片,并提出以聚晶金刚石差热曲线上的起始氧化温度作为其热稳定性的标识温度。据此,对聚晶金刚石复合片的两种内在因素对其热稳定性的影响能力,进行了灰色关联分析的量化大连理工大学博士学位论文评定。进一步探讨了聚晶金刚石的氧化和石墨化是否同时进行的问题。得出聚晶金刚石的石墨化温度在960℃左右,随着加热温度的增加,复合片有石墨化的趋势。结合聚晶金刚石复合片热损伤研究的结果,认为:加热时聚晶金刚石复合片的氧化和石墨化可能同时进行。
二、PCD复合片热稳定性的灰色关联分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PCD复合片热稳定性的灰色关联分析(论文提纲范文)
(1)PDC实钻性能的测试与评价(论文提纲范文)
1 国内外PDC性能检测现状 |
1.1 国外技术现状 |
1.2 国内技术现状 |
2 PDC微钻检测试验方案及条件 |
2.1 微钻试验台 |
2.2 微钻头设计 |
2.3 PDC初选 |
2.4 实钻岩样选择 |
3 PDC实钻性能测试 |
3.1 钻进试验参数 |
3.2 钻进效率测试 |
4 试验结果分析与评价 |
4.1 钻进效率衰减系数M |
4.2 钻进效率均峰值K |
4.3 综合性能评价 |
5 结论 |
(2)基于电液微钻试验台的聚晶金刚石复合片性能分析(论文提纲范文)
0 引言 |
1 微钻头电液微钻切削试验 |
(1) 电液微钻试验台 |
(2) 微钻头加工 |
(3) 试验岩样 |
(4) 试验方案 |
2 试验结果及分析 |
3 结语 |
(3)高精度金刚石工具磨床摆轴设计与有限元分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 金刚石工具制造工艺研究 |
1.2.1 金刚石刀具简介 |
1.2.2 聚晶金刚石刀具的制造工艺 |
1.3 金刚石刀具刃磨工艺方法研究 |
1.3.1 金刚石砂轮机械刃磨 |
1.3.2 电火花磨削(EDMG) |
1.3.3 金属结合剂超硬磨料砂轮在线电解修整(ELID)刃磨 |
1.3.4 超声波振动刃磨 |
1.4 本课题的研究目的、意义和主要研究内容 |
2 金刚石工具磨床发展概述及关键部件研究 |
2.1 国内外金刚石工具磨床研究发展现状对比 |
2.1.1 国外金刚石工具磨床发展现状 |
2.1.2 国内金刚石工具磨床发展现状 |
2.2 金刚石工具磨床关键部件研究 |
2.2.1 金刚石工具磨床主轴系统研究 |
2.2.2 金刚石工具磨床砂轮架往复摆动机构研究现状 |
2.3 本课题对金刚石工具磨床摆轴系统的设计要求 |
本章小结 |
3 高精度金刚石工具磨床摆轴系统设计 |
3.1 摆轴组件结构设计 |
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 |
3.1.2 摆轴结构设计 |
3.1.3 轴承的选择 |
3.1.4 轴承的配合和安装 |
3.1.5 轴承的润滑和密封 |
3.2 工作台进给机构设计 |
3.2.1 进给机构设计 |
3.2.2 导轨设计 |
3.3 摆轴系统恒压力机构设计 |
3.3.1 恒压力机构的设计方案一 |
3.3.2 恒压力机构的设计方案二 |
本章小结 |
4 ABAQUS有限元接触力学分析 |
4.1 有限元工程分析及应用 |
4.1.1 有限元分析基本原理及工具 |
4.1.2 滚动轴承有限元分析研究现状 |
4.2 Hertz接触理论数值计算与回转精度分析 |
4.2.1 赫兹接触理论介绍 |
4.2.2 赫兹接触计算简化 |
4.2.3 角接触球轴承实例计算 |
4.3 摆轴主轴系统接触力学有限元分析 |
4.3.1 接触力学有限元分析基础 |
4.3.2 主轴系统的有限元建模 |
4.3.3 有限元计算结果分析 |
本章小结 |
5 基于ABAQUS角接触球轴承动力学分析 |
5.1 引言 |
5.2 轴承保持架线性动力学分析 |
5.2.1 系统运动方程和求解方法 |
5.2.2 轴承保持架模态分析 |
5.3 滚动轴承非线性多体动力学分析 |
5.3.1 隐式与显式动力学分析对比 |
5.3.2 显式动力学分析理论基础 |
5.3.3 滚动轴承非线性多体动力学建模 |
5.3.4 有限元结果分析 |
本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
附录A 主轴零件图 |
附录B 摆轴系统装配示意图 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)高压处理PDC的残余应力及机械性能分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的目的及意义 |
1.2 高压处理技术概论 |
1.2.1 高压处理技术发展简介 |
1.2.2 高压合成金刚石复合材料 |
1.3 残余热应力及机械性能 |
1.4 有限元数值模拟计算 |
1.5 本课题研究的主要内容 |
第二章 PDC残余应力测试方法 |
2.1 应力释放法 |
2.2 射线衍射法 |
2.2.1 X射线衍射法 |
2.2.2 中子衍射法 |
2.3 激光拉曼光谱法 |
2.4 本章小结 |
第三章 PDC机械性能的测试研究 |
3.1 机械性能的测试研究 |
3.1.1 耐磨性的检测 |
3.1.2 热稳定性的检测 |
3.1.3 抗冲击性能的检测 |
3.2 不同因素对PDC机械性能的影响探索 |
3.2.1 金刚石的颗粒大小 |
3.2.2 粘接剂的种类及含量 |
3.2.3 金刚石与合金基体的界面结构 |
3.2.4 合金基体的性能 |
3.2.5 烧结温度和压力 |
3.3 残余应力对PDC机械性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 PDC界面应力的理论及数值分析 |
4.1 理论分析 |
4.2 平界面数值分析 |
4.3 PDC平界面热残余应力的有限元计算 |
4.3.1 ANSYS有三种分析热应力的方法 |
4.3.2 几何模型建立 |
4.3.3 定义材料属性 |
4.3.4 划分网格 |
4.3.5 单元简介 |
4.4 不同界面PDC热残余应力研究 |
4.5 不同基体厚度的PDC界面应力分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间参加的科研及发表的论文情况 |
(6)金刚石热稳定性及其刀具受热损伤的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 碳的相图 |
1.3 单晶金刚石热稳定性的国内外研究现状 |
1.3.1 单晶金刚石热稳定性的研究方法 |
1.3.2 单晶金刚石热稳定性与其周围介质的关系 |
1.3.3 单晶金刚石热稳定性与其强度的关系 |
1.3.4 单晶金刚石热稳定性与其粒度的关系 |
1.3.5 单晶金刚石热稳定性与其磁性的关系 |
1.3.6 单晶金刚石热稳定性与触媒、杂质、颜色及个别元素的关系 |
1.3.7 单晶金刚石受热后表面形貌的变化 |
1.4 聚晶金刚石热稳定性的国内外研究现状 |
1.4.1 聚晶金刚石热稳定性的研究方法 |
1.4.2 聚晶金刚石热稳定性与其周围介质的关系 |
1.4.3 聚晶金刚石热稳定性与其粘结剂的关系 |
1.4.4 聚晶金刚石热稳定性与其原始粒度的关系 |
1.4.5 提高聚晶金刚石热稳定性的方法 |
1.4.6 聚晶金刚石复合片热损伤的国内外研究现状 |
1.5 PCD复合片工具制作的国内外研究现状 |
1.5.1 PCD工具的焊接方法 |
1.5.2 焊接接头结构的设计 |
1.5.3 焊接钎料、钎剂的研究 |
1.6 论文的主要研究内容 |
2 单晶金刚石热稳定性的灰色关联分析及其预测模型的建立 |
2.1 引言 |
2.2 灰色系统理论简介 |
2.3 金刚石热稳定性表征温度的确定 |
2.3.1 样品及性能指标的量化 |
2.3.2 金刚石单晶的热分析 |
2.3.3 热稳定性表征温度的分析 |
2.4 金刚石热稳定性的灰色关联分析 |
2.4.1 数据归一化 |
2.4.2 关联系数的计算 |
2.4.3 关联度的计算 |
2.4.4 热稳定性影响因素的分析 |
2.5 热稳定性灰色预测模型的建立 |
2.5.1 原始数据累加生成 |
2.5.2 灰色预测方程的建立 |
2.5.3 灰色预测模型的精度检验 |
2.5.4 数据累减还原与预测实例 |
2.5.5 灰色模型及精度检验的分析 |
2.6 本章小结 |
3 高频感应加热的模糊控制及同步数据采集系统 |
3.1 引言 |
3.2 感应加热原理及特点 |
3.2.1 工件感应加热原理及热量的来源 |
3.2.2 涡流在工件中的分布特性 |
3.2.3 涡流在工件中的分布与集肤深度 |
3.3 红外测温原理 |
3.3.1 基尔霍夫定律 |
3.3.2 斯蒂芬-波尔兹曼定律 |
3.3.3 红外测温仪的基本构成 |
3.4 系统结构总体设计 |
3.5 高频感应加热模糊控制系统 |
3.5.1 高频感应加热设备控制原理 |
3.5.3 单片机控制系统 |
3.6 同步数据采集系统 |
3.6.1 同步问题 |
3.6.2 同步的调试 |
3.7 本章小结 |
4 PCD复合片高频感应钎焊工艺的研究 |
4.1 引言 |
4.2 可减少焊接缺陷和残余应力的接头设计 |
4.3 PCD复合片高频感应钎焊的试验 |
4.3.1 试验方法 |
4.3.2 试验材料与设备 |
4.4 试验结果与分析 |
4.4.1 钎料对钎焊金属的润湿能力 |
4.4.2 钎焊温度对钎焊接头强度的影响 |
4.4.3 恒温保持时间对钎焊接头强度的影响 |
4.4.4 钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响 |
4.5 本章小结 |
5 PCD复合片热损伤机理的研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验方法、材料及设备 |
5.3 PCD层的结构特征 |
5.4 PCD的热分析 |
5.5 PCD的SEM和XRD分析 |
5.6 感应加热的特殊性 |
5.7 PCD热损伤的形式和机理 |
5.8 本章小结 |
6 PCD复合片表面热损伤层的研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验方法、材料及设备 |
6.3 加热前POD层的SEM观察 |
6.4 PCD热损伤形貌和损伤深度的分析 |
6.5 POD热损伤层深度的曲线分析 |
6.6 PCD刀具表面的粘连 |
6.6.1 PCD刀具的制作 |
6.6.2 PCD刀具的几何参数 |
6.6.3 PCD刀具的切削试验 |
6.6.4 试验结果及分析 |
6.7 本章小结 |
7 PCD复合片刀具最小刃磨余量的研究 |
7.1 引言 |
7.2 试验方法、材料及设备 |
7.3 切割后的PCD表面形貌观察 |
7.4 两种切割方式的损伤深度 |
7.5 两种切割方式的损伤特点 |
7.6 感应加热的损伤深度 |
7.7 最小加工余量的确定 |
7.8 本章小结 |
8 PCD复合片热稳定性的研究 |
8.1 引言 |
8.2 试验方法、材料及设备 |
8.3 三种PCD复合片表面的结构特征 |
8.4 聚晶金刚石的热分析 |
8.5 热损伤程度的SEM观察 |
8.6 聚晶金刚石热稳定性表征温度的确定 |
8.7 单晶金刚石和聚晶金刚石表征温度的对比分析 |
8.8 聚晶金刚石热稳定性的灰色关联分析 |
8.8.1 数据归一化 |
8.8.2 关联系数的计算 |
8.8.3 关联度的计算 |
8.8.4 影响因素的分析 |
8.9 聚晶金刚石的石墨化 |
8.9.1 单晶金刚石的石墨化 |
8.9.2 聚晶金刚石在氩气中的热分析 |
8.9.3 聚晶金刚石在氢气中受热后的XRD分析 |
8.10 本章小结 |
9 总结与展望 |
9.1 总结 |
9.2 展望 |
论文创新点摘要 |
致谢 |
作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
四、PCD复合片热稳定性的灰色关联分析(论文参考文献)
- [1]PDC实钻性能的测试与评价[J]. 孙荣军,谷拴成,石智军,张幼振,张献振. 金刚石与磨料磨具工程, 2018(03)
- [2]基于电液微钻试验台的聚晶金刚石复合片性能分析[J]. 张献振,王传留,居培,李锁智. 煤矿机械, 2017(08)
- [3]高精度金刚石工具磨床摆轴设计与有限元分析[D]. 古智祥. 大连理工大学, 2016(03)
- [4]高压处理PDC的残余应力及机械性能分析[D]. 王永照. 武汉理工大学, 2013(S2)
- [5]PCD复合片热稳定性的灰色关联分析[J]. 王适,张弘弢. 机械科学与技术, 2003(S2)
- [6]金刚石热稳定性及其刀具受热损伤的研究[D]. 王适. 大连理工大学, 2003(04)