纳米流体微量润滑磨削温度及对流换热机理分析与实验研究

发布时间：2017-11-17 04:20

  本文关键词：纳米流体微量润滑磨削温度及对流换热机理分析与实验研究

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【摘要】：本论文针对纳米流体微量润滑磨削针对植物油的系列研究还比较少;另外现有的研究大都集中在对纳米流体参数(如纳米粒子种类、纳米流体浓度、基液种类),射流参数(如喷嘴距离、喷嘴角度、空气压力),磨削用量(如进给速度、磨削深度、砂轮圆周速度、工件种类)等方面对磨削力、磨削温度和工件质量等进行分析讨论,而没有从纳米流体物理特性(如粘度、表面张力等方面)对实验现象做出相对合理的解释,从而揭示微量润滑冷却的科学本质的现象,对植物油基纳米流体展开了渐进式的系统研究,讨论分析了纳米流体微量润滑冷却磨削的冷却换热机理。本文的主要研究内容如下:(1)以磨削机理为基础,分析了磨削过程中主要的磨削参数,如磨削力、磨削温度、传入工件的能量比例系数等,结合纳米流体微量润滑磨削建立了基于有限差分方法的数值分析仿真模型,对磨削温度进行数值分析。(2)研究了不同种类植物油微量润滑磨削的换热性能,将不同种类的植物油,包括蓖麻油、棕榈油、大豆油、玉米油、花生油、葵花油和菜籽油,作为基油微量润滑磨削高温镍基合金,就磨削温度和能量比例系数从植物油的自身特性(粘度、脂肪酸种类和分子结构)进行分析讨论,选出了换热效果较优的植物油。(3)研究了不同种类纳米流体的换热机理,以冷却换热效果较好的植物油为基础油,以氧化铝、金刚石、二硫化钼、碳纳米管、氧化锆和二氧化硅纳米粒子制备纳米流体进行微量润滑磨削高温镍基合金的实验,分析了不同纳米流体物理特性(导热系数、粘度、接触角)对换热机理的影响,选择出了换热性能较好的纳米粒子。(4)研究了不同浓度纳米流体微量润滑冷却磨削的冷却换热机理,将选择出的植物油和纳米粒子制备成不同体积浓度的纳米流体,分析讨论了纳米流体物理特性(导热系数、粘度、接触角)对磨削力、磨削温度和传入工件的能量比例系数的影响,得到了效果优异的纳米流体浓度。(5)研究了不同浓度纳米流体磨削不同工件材料的换热性能,通过选择出的冷却润滑效果较好的纳米流体,结合数值仿真分析了三种典型工件材料(45钢、镍基合金和球墨铸铁)属性对磨削力和磨削温度的作用,并讨论了纳米流体在磨削区的状态与换热机理。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.6

【参考文献】

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本文编号：1194789