基于旋转磁场的光整加工技术研究开题报告

全文总字数：5423字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1论文研究的目的

随着科技进步，航天事业的空前发展，在机械制造领域，高精度，高平整度的金属表面越来越受到欢迎和需要^[1]。在传统的加工工艺中，我们可以得到的精度较高的表面是需要进行磨床加工的。而且，其本身存在加工效率慢，无法加工复杂表面等缺点。而近年来，尤其航空方面的金属加工工艺要求已经达到纳米级。这样的一个精细的表面无法使用传统意义上的加工方法。

早在上世纪90年代，williamⅠ.kordonski就提出了磁流变加工的概念^[2]。这是一种新的加工方法，磁流变抛光技术 (mrf) 是利用磁流变抛光液在磁场中流变性进行抛光的一种超精密加工方法^[3]。随后众多的实验研究表明了这种新的抛光技术可以得到相较于传统的加工技术更好的表面质量，并且抛光效率高，适用范围广^[4]。对于越来越高要求的金属加工工艺来说是非常值得应用和探讨的工艺。然而，此时的磁流变加工技术仅限于抛光由光学玻璃、玻璃陶瓷制成的平面、球面和非球面^[5]，不适合抛光金属，尤其是不锈钢等硬质金属 ^[6]。这是因为其本身工艺存在加工效率低，尤其在硬质工件加工中体现尤其明显。于是为了克服这种缺点，基于旋转磁场的精加工工艺就被提出并研究。国内外众多的研究者对这中方法进行着研究和探讨。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

从研究的任务书中可以看到，本次研究内容主要分为两个大部分涉及的研究点有四个：第一大部分是特定流场中的毛刺力学断裂分析以及模拟的去除效果；另一大部分是研究不同流场参数对去除效果的影响和优化流场布置。后面的工作也应该依据这四点进行。并将模拟结果和研究结论在论文中加以显示和解释。

针对该项实验研究，主要的研究内容集中在数据模拟上，包括流固耦合模型的建立和毛刺的断裂力学分析，这些都是极为重要和关键的。所以利用合适的软件进行模型的构建和分析是首要，本次实验欲使用comsol，ansys软件进行有限元分析和场的模拟。进而完成参数比照分析和优化实验。comsol是一种基于有限元法的仿真软件，有着强大完整的图形用户界面和若干个物理场模块，用于工程和科学实践所涉及的普通物理场和高级物理场的建模^[17] 。所以使用该软件可以实现模型模拟的要求。

3. 研究计划与安排

1-3周：调研，查阅资料，完成开题报告

4-6周：建立流固耦合模型

7-9周：分析流场对毛刺所施加的应力以及毛刺的断裂特性

4. 参考文献（12篇以上）

[1]高宏刚，曹建林，朱镛，等.超光滑表面及其制造技术的发展[j].物理学和高新技术，2000,29(10):610-614.

[2]w.kordonski,d.golnii.fundamentalsof magnetorheological fluid utilizationin high preeision finishing.journal ofintelligent material systems and sturctures.v10(9)，2001:683-698.

[3]王新海.磁流变抛光技术的国内外研究现状[j].科学技术创新，2018，（04）：62-63.