1、超聲珩磨時(shí)近壁面附近的空化泡在經(jīng)過一系列膨脹-收縮-潰滅的泡壁運(yùn)動(dòng)后，會(huì)對(duì)壁面產(chǎn)生高溫高壓的空蝕作用。壁面的空蝕效果主要是受到由空化泡潰滅而產(chǎn)生沖擊波和微射流的沖擊影響。而壁面材料的形變也可能是受到空化泡潰滅壓力場(chǎng)的作用。本論文以超聲珩磨時(shí)磨削液中產(chǎn)生的空化泡作為研究對(duì)象，應(yīng)用空化泡動(dòng)力學(xué)、沖擊波的界面?zhèn)鞑ズ筒牧鲜?zhǔn)則等理論，分析超聲珩磨參數(shù)以及空化泡初始半徑對(duì)空化泡潰滅壓力場(chǎng)和沖擊波的影響，并對(duì)材料失效所需沖擊波和微射流的閾值進(jìn)行計(jì)

2、算。最后通過超聲振動(dòng)試驗(yàn)研究不同條件下工件材料表面受到空化泡潰滅沖擊作用的表面質(zhì)量變化情況。這為進(jìn)一步研究超聲珩磨時(shí)空化泡潰滅對(duì)固壁面的沖擊作用提供了理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　本論文的主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)建立了熱-力耦合超聲珩磨單磨粒磨削有限元模型，仿真結(jié)果表明:磨粒刃圓半徑處于0.1μm和10μm左右，一定磨削深度下的磨粒刃口處切屑發(fā)生塑性去除，且磨削熱效應(yīng)對(duì)其具有促進(jìn)作用;而磨粒刃圓半徑處于1μm左右，磨粒刃口處

3、切屑幾乎沒有塑性流動(dòng)的現(xiàn)象，磨削熱效應(yīng)亦不明顯。
　　(2)在超聲珩磨磨削區(qū)環(huán)境壓力下，推導(dǎo)出空化泡潰滅時(shí)泡外壓力場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型，并分析空化泡體積比對(duì)最大壓強(qiáng)的數(shù)值和位置的影響。分析得到:超聲珩磨磨削區(qū)空化泡潰滅壓力場(chǎng)對(duì)大多數(shù)壁面金屬材料的影響屬于彈性變形，其對(duì)壁面的空蝕作用沒有直接的影響。
　　(3)以超聲珩磨時(shí)磨削液中產(chǎn)生的空化泡為研究對(duì)象，考慮液體表面張力，推導(dǎo)出空化泡最大半徑的理論模型，計(jì)算得到空化泡最大半徑在歸一

4、化時(shí)間為0.751時(shí)取得最大值。該數(shù)值隨著聲壓振幅和空化泡初始半徑的增加而增大，而隨著珩磨壓力的增大而減小。空化泡初始半徑越小，其最大半徑相對(duì)于其初始半徑的放大倍數(shù)越大。
　　(4)理論推導(dǎo)得到超聲珩磨磨削區(qū)單空化泡泡能模型，并分析在一個(gè)超聲周期內(nèi)三個(gè)特征時(shí)刻點(diǎn)處，泡能受到聲壓振幅、珩磨壓力和空化泡初始半徑的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):對(duì)于以上三種參數(shù)均在歸一化時(shí)間為0.249周圍，空化泡泡能達(dá)到最大;相對(duì)于聲壓振幅和珩磨壓力，空化泡初始半徑

5、對(duì)泡能的變化起主要的影響。結(jié)合強(qiáng)爆炸理論給出的爆炸能與引起的沖擊波傳播速度和壓強(qiáng)的關(guān)系，在其它條件恒定不變的情況下，得到空化泡潰滅沖擊波和泡能受到以上三種參數(shù)的作用趨勢(shì)相同，且相應(yīng)的也是空化泡初始半徑對(duì)其潰滅沖擊波的影響最大。
　　(5)理論計(jì)算得到，當(dāng)?shù)竭_(dá)壁面時(shí)的空化泡潰滅沖擊波強(qiáng)度大于203.77MPa時(shí)，就能使固壁面材料2024A1發(fā)生塑性變形;對(duì)應(yīng)的壁面材料發(fā)生塑性變形下，需要到達(dá)固壁面的微射流速度大于262.59m/s。

6、
　　(6)搭建超聲振動(dòng)的沖擊試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加，工件表面的粗糙度和維氏硬度都增加，并經(jīng)過一定的快速增長(zhǎng)后分別在不同的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)入緩慢遞增階段;隨著超聲振幅的增加，工件表面的粗糙度和維氏硬度先快速增長(zhǎng)，在10.8μm左右達(dá)到最大值;工件表面的粗糙度與試驗(yàn)溶液粘滯系數(shù)的變化趨勢(shì)相反，并且實(shí)驗(yàn)前后的工件表面的粗糙度和維氏硬度有一定的正相關(guān)性。超聲振動(dòng)空化泡潰滅對(duì)固壁面的沖擊試驗(yàn)對(duì)研究超聲珩磨磨削區(qū)空化泡潰滅對(duì)固壁面的