提示:點擊上方"機械工程學報"↑關注我吧
第八屆上銀優博獎從2017-2018年度兩岸四地70餘所高校1500餘名博士學位獲得者中,經學校限額推薦、300餘位專家初審、覆審評議,有30篇論文進入終審答辯,再由終審委員會評出21篇優秀博士論文,其中金獎1篇,銀獎2篇、銅獎3篇、優秀獎5篇,佳作獎10篇。此外,另有3篇論文授予特別獎。
2018年11月9-10日,來自16所高校的「第8屆上銀優秀機械博士論文獎」獲獎博士和導師從全國各地齊聚蓉城成都,分享交流各自的獲獎論文、科研成果,並在頒獎典禮中接受了隆重的授獎。
該獎項的設立旨在為提升中國製造技術的水平,加強高層次創造性人才的培養工作,鼓勵創新精神,提高中國機械工程及其自動化領域博士生教育的質量;激發與鼓勵中國青年學子投入機械工程及其自動化領域研發及創意應用,培養優秀機械工程人才,增進企業界與學術界之互動,進而促進機械工業技術之提升與創新。
所有獲獎導師及博士生與頒獎嘉賓合影
我們《機械工程學報》編輯部作為特邀媒體對本屆獲獎論文進行跟蹤報導。今天,小編為大家帶來的是特別獎論文的相關信息。歡迎各位持續關注!
論文獎項:特別獎
論文名稱:碳化矽磨削微觀損傷機理及其高性能磨削技術研究
作者:吳重軍
指導教師:李蓓智 教授
單位:東華大學
高速加工可以根據加工對象的不同,在高材料去除率、極好的加工經濟效益下很好地滿足產品的質量要求。高速磨削技術在突破難加工材料的技術瓶頸方面具有特別重要的意義。然而,在高速磨削中,由於高的砂輪速度會對工件材料產生極高的衝擊效應,對材料發生的動態力學效應分析具有極高難度,且磨削加工中的磨粒具有幾何不規則性及其典型的負前角特性,使得磨削加工的機理研究尤其困難。
工程陶瓷具有極高的硬度、極好的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等特性,在諸如軍事、化工、機械、電子等應用領域具有非常廣闊的應用前景。然而,加工此類超硬材料將不可避免地產生微觀裂紋以及表面和亞表面的損傷,從而影響這類產品在實際應用中的可靠性和使用壽命。本文以碳化矽陶瓷作為典型研究對象,分析其高速磨削機理,探索其表面以及亞表面微觀損傷機制,並進一步地控制磨削的損傷,從而獲得高質量的低損傷的高性能磨削技術。本文的主要創新點包括:
(1)發現了高速磨削過程中材料動態斷裂韌度具有應變率的敏感效應,提出並構建了考慮材料力學特性及磨削工藝參數的延性域磨削臨界成屑厚度模型。與傳統基於材料去除能理論下只考慮材料物理力學性能的延性域磨削臨界成屑厚度模型相比,不但臨界成屑厚度大幅增加,而且提高了表面粗糙度,降低了磨削表面裂紋。
(2)基於壓痕斷裂力學的硬脆材料磨削微觀損傷模型及動態斷裂韌度敏感效應,構建了考慮磨削速度、成屑厚度、加工載荷及材料力學性能的磨削表面以及亞表面微觀損傷預測模型。將傳統模型壓痕損傷模型預測誤差20%降低到6%,並從理論與實驗上證明了可以通過選擇砂輪速度與成屑厚度來控制表面以及亞表面損傷程度的基礎上,獲得高的加工效率。
(3)提出了硬脆材料的延性與脆性共存的材料去除機制,建立了硬脆材料微觀損傷尺度、延性域磨削表面比例及磨削工藝參數與表面粗糙度的定量模型。基於碳化矽表面完整性目標進行了高速磨削工藝優化設計,相關試驗和工程實驗結果驗證了研究機理、模型等的有效性。
1、Chongjun Wu, Beizhi Li, Yao Liu, Steven Y. Liang. Surface roughness modeling for grinding of Silicon Carbide ceramics considering co-existing of brittleness and ductility. International Journal of Mechanical Sciences, 2017, 133:167-177.
2、Chongjun Wu, Beizhi Li, Steven Y. Liang. A critical energy model for brittle-ductile transition in grinding considering wheel speed and chip thickness effects. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B:Journal of Engineering Manufacture. 2016, 230(8): 1372-1380.
3、Chongjun Wu, Beizhi Li, Jianguo Yang, Steven Y. Liang. Prediction of grinding force for brittle materials considering co-existing of ductility and brittleness. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016, 87: 1967-1975 .
4、ChongjunWu, Beizhi Li, Liu Yao, Jingzhu Pang and Steven Y. Liang. Strain rate sensitive analysis for grinding damage of brittle materials, International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017, 89:2221–2229.
5、Chongjun Wu, Beizhi Li, Jingzhu Pang, Steven Y. Liang. Ductile grinding of silicon carbide in high speed grinding, Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing,2016,10(2).
6、Chongjun Wu, Beizhi Li, Jianguo Yang and Steven Y Liang. Experimental investigations of machining characteristics of SiC in high speed plunge grinding, Journal of Ceramic Processing Research. 2016, 17(3):223~231.
7、Chongjun Wu, Beizhi Li, Jingzhu Pang, Steven Y. Liang. High Speed Grinding of HIP-SiC Ceramics on Transformation of Microscopic Features, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018. (Accepted: In Print)
8、Jingzhu Pang, Chongjun Wu, Qingxia Wang, Beizhi Li. Modeling of grinding wheel topography based on a joint method of 3D microscopic observation and embedded grindable thermocouple technique. International Journal of Advanced Manufaturing Technology. 2018, 97:25-37.
9、Yao Liu, Beizhi Li, Chongjun Wu, Lingfei Kong, Yihao Zheng. Smoothed Particle Hydrodynamics Simulation and Experimental Analysis of SiC Ceramic Grinding Mechanism. Ceramics international.2018, 44(11): 12194-12203.
10、Yao Liu, Beizhi Li, Chongjun Wu, Yihao Zheng. Simulation-based evaluation of surface micro-cracks and fracture toughness in high-speed grinding of silicon carbide ceramics, International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016,86:799-808.
11、 陶瓷薄壁長管件自為基準的定位夾緊裝置及磨削方法,李蓓智、吳重軍、楊建國、龐靜珠,國家發明專利 [授權號:CN103072081B](導師第一作者)
12、 一種迴轉體零件的高速磨削特性分析測試裝置及方法,李蓓智、倪嘉銘、龐靜珠、楊建國、吳重軍,國家發明專利 [授權號:CN102928337B]
感謝大家對上銀獲獎優秀博士論文系列報導的關注,同時感謝上銀評選工作小組對我們學報微信公眾號的大力支持。如您對獲獎論文需要更多的了解,請與上銀評選工作小組聯繫。電子郵箱:award_ac@cmes.org
有一種合作叫做真誠,有一種發展可以無限,有一種夥伴可以互利共贏,願我們合作起來流連忘返,發展起來前景可觀。關於論文推薦、團隊介紹、圖書出版、學術直播、招聘信息、會議推廣等,請與我們聯繫。
感謝關注我們!我們《機械工程學報》編輯部將努力為您打造一個有態度、有深度、有溫度的學術媒體!本文為《機械工程學報》編輯部原創內容,歡迎轉載,請聯繫授權!
在公眾號後臺留言需要轉載的文章題目及要轉載的公眾號ID以獲取授權!
商務合作:
聯繫人:張強
電話:010-88379891-2
E-mail:cjmezhang@126.com
網 址:http://www.cjmenet.com.cn
官方微信號:jmewechat
長按圖片,識別二維碼,關注我喲