青铜金刚石砂轮脉冲激光烧蚀温度场模拟和修整试验研究的开题报告.docx

青铜金刚石砂轮脉冲激光烧蚀温度场模拟和修整试验研究的开题报告

一、研究背景与意义

随着工业生产的不断发展和需求的不断提高，金属材料加工的要求也越来越高。传统的机械加工已经不能满足高精度和高效率的加工要求，热加工成为一种新的加工方式。其中激光烧蚀加工因为其高效、高精度、无接触、无污染等优点，成为了现代工业加工的一个重要手段。

在激光烧蚀加工过程中，砂轮对于金属材料表面的研磨和平整起到了至关重要的作用。青铜金刚石砂轮由于具有磨损率低、耐高温、抗化学侵蚀等优点，广泛应用于各种金属材料加工中。然而，由于激光烧蚀产生的高温和冲击力，砂轮表面会受到较大的损伤，从而影响到砂轮的加工效率和精度。

因此，本研究旨在通过数值模拟和试验方法，研究青铜金刚石砂轮在激光烧蚀加工中的温度场分布和表面损伤情况，探究砂轮的烧蚀机理，并提出有效的表面修整方法，为实现高精度、高效率的金属材料加工提供技术支持。

二、研究内容和方法

（一）研究内容

1.青铜金刚石砂轮在激光烧蚀加工中的温度场分布特征；

2.青铜金刚石砂轮在激光烧蚀加工中的表面损伤情况及其机理；

3.针对砂轮表面损伤提出有效的修整方法；

4.通过试验验证数值模拟结果的可靠性。

（二）研究方法

1.借助ANSYS等有限元软件建立青铜金刚石砂轮模型，模拟其在激光烧蚀加工中的温度场分布特征；

2.借助高速相机、热像仪等实验设备，获取青铜金刚石砂轮在激光烧蚀加工过程中的表面损伤情况，分析砂轮损伤机理；

3.根据研究结果，提出有效的表面修整方法，通过试验验证其修整效果；

4.对比数值模拟和实验结果，验证模拟结果的准确性和可靠性。

三、预期成果

1.青铜金刚石砂轮在激光烧蚀加工中的温度场分布特征与表面损伤机理的认识将得到进一步提升；

2.提出的有效砂轮表面修整方法将能够提高砂轮的加工效率和精度，为高精度、高效率的金属材料加工提供技术支持；

3.相关研究成果将能够在实践中推广应用，有利于提升国内金属材料加工技术水平。

四、研究计划

时间节点主要工作内容

2021年10月-2022年2月文献综述和理论分析，砂轮有限元建模和温度场分析

2022年3月-2022年6月砂轮激光烧蚀加工试验，砂轮表面损伤机理分析

2022年7月-2022年10月根据研究结果提出表面修整方法，验证修整效果

2022年11月-2023年1月撰写论文并答辩

五、研究团队和经费来源

本项目由××大学主持，研究团队包括教师和硕士研究生。经费主要来源于××大学科研基金。