摘要
滚磨光整加工技术应用广泛，加工过程中通过工件与磨块之间复杂的相对运动对工件表面产生微量磨削作用，改善工件表面完整性。滚磨光整加工技术目前在理论分析、新工艺研发、先进测试技术等方面已取得了很大的进展，但加工中磨块颗粒介质表现出的动力学行为及对工件表面的作用机理非常复杂，目前仍缺乏颗粒流场的定量化描述和精准调控策略的相关研究，同时少见从微观、介观和宏观多尺度揭示颗粒介质行为的研究。本文基于离散元法对水平振动式滚磨光整加工工艺进行研究，分析了加工过程中颗粒介质的宏观运动行为，探究颗粒体系力链网络演化机制与宏观运动行为的联系，基于不同区域颗粒介质力链网络特征对工件表面磨损深度云图进行解释。主要研究内容如下： (1)确定力链量化描述准则与具体检索的算法，开发力链检索程序，并通过光弹试验对研究方法的可行性进行验证。 (2)基于离散元软件EDEM建立水平振动式滚磨光整加工模型，分析不同振幅(频率)下颗粒介质的宏观运动学行为，并以整体速度、水平速度以及速度比等量化表征参数对颗粒流场进行量化描述，对比分析加入工件后颗粒介质宏观运动行为的变化。 (3)基于离散元软件PFC2D建立二维离散元模型，分析颗粒介质介观尺度力链网络时空分布演化与宏观行为的联系，确定不同状态下颗粒群的力链网络特征，以力链数目、准直系数、强度、长度及方向性系数五个量化参数对激振载荷作用下颗粒介质内部力链网络进行表征，分析不同振幅(频率)下颗粒介质力链网络整体特性的改变与宏观行为变化的联系。 (4)探究振幅(频率)对不同区域颗粒介质力链网络性质及其宏观行为的影响，以此为基础对工件表面磨损深度云图进行解释，从介观角度发现振幅与频率对流态化颗粒群动力学行为影响的区别。
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