论文部分内容阅读
混凝土锯切过程包含了周期动载荷、热应力、流体动力及热传导，因而会产生强烈的周期振动和刺耳的噪音，同时大大削弱了锯片的使用寿命和锯切加工质量。本文采用课题组自行设计并经过有限元分析优选的降噪减振锯片进行干切削混凝土的实验，并对典型失效锯片进行微观失效机理研究。1．通过实时动态测量多孔结构锯片干切削3种混凝土的切削力、声发射、噪声、振动信号并与普通结构锯片相比较。实验结果表明：声发射波形与锯切力的波形有较好的相似性，特别是与垂直锯切力(主切削力)的相似性最好。振动信号的波形与噪声信号波形有较好的相似性，说明锯片基体的共振是锯切过程的主噪声源；同时振动与噪声信号在频域的分布主要跟锯片旋转速度有关，随着旋转速度的增大，振动噪声信号在频域的分布越加分散。多孔结构锯片的综合锯切性能优于普通锯片，在降噪方面效果尤为显著，其中又以B3锯片最优，B2次之，B1最差。B3锯片最适合高速(26m／s)，中进给(600mm／min)，大切深(30mm)锯切C30混凝土；B2锯片最适合高速(26m／s)，中进给(600mm／min)，中切深(30mm)锯切C35混凝土。2．通过实时动态测量组合结构锯片干切削3种混凝土的切削力、声发射、噪声、振动信号并与普通结构锯片相比较。实验结果表明：组合结构锯片的综合锯切性能优于普通锯片，组合结构锯片不仅能够有效的减小锯切噪音，而且改善锯切过程振动。其中又以B8锯片最优，B9次之，B7最差。B7锯片最适合中速(16m／s)，中进给(600mm／min)，大切深(30mm)锯切C30混凝土；B8锯片最适合高速(26m／s)，大进给(700mm／min)，大切深(30mm)锯切C25混凝土；B9锯片最适合高速(26m／s)，小进给(400mm／min)，小切深(10mm)锯切C35混凝土。3．采用扫描电镜(SEM)和体视显微镜对典型失效形式的金刚石锯片基体表面的组织结构观察分析，研究了锯片基体的微观失效机理。研究结果表明：锯片基体的主要失效形式为水槽底部裂纹，初始裂纹扩展的方向与断裂入口表面垂直，随着裂纹的继续扩展裂纹开始向沿主切削力垂直的方向发展。裂纹的形状有两种，或平直或呈波浪形。锯片基体沿着径向的组织结构有很大的区别，锯片齿部经过了渗氮处理，所以齿部的组织结构跟心部相差较大。锯片切削石材的切削温度达到了300℃左右，相当于给锯片基体进行了低温回火处理，齿部小颗粒状碳氮化合物在吸收了锯切热量以后开始长大；同时由于温度沿着锯片径向呈梯度分布，越靠近锯片齿部组织变化越明显，心部仍然保留了原来的组织结构。