基于有限元模拟研究不同形状磨料对高铝砖的冲蚀磨损

作     者：廉晓庆 蒋明学 LIAN Xiaoqing;JIANG Mingxue

作者机构：西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055 西安科技大学材料科学与工程学院西安710054 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2014年第42卷第6期

页      面：761-767页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：磨料形状 冲蚀磨损 有限元模拟 冲蚀机制 

摘      要：以石英砂、棕刚玉、碳化硅为磨料,对III等高铝砖进行常温垂直冲蚀磨损。假定磨料为动能相同的球体、正方体和正四棱锥,建立单粒子冲蚀模型对冲蚀试验进行有限元模拟,采用线弹性材料模型分析不同形状磨料的冲击行为,采用JH-2材料模型计算靶材的冲蚀磨损率和最大等效应力。结果表明:正方体和正四棱锥磨料的接触时间、垂直压入深度、冲击效率均相当,且远大于球体磨料;冲蚀磨损率的模拟结果和试验结果、靶材最大等效应力三者均与磨料圆度成反比,模拟结果略低于试验结果。对靶材冲蚀前后表面进行显微结构分析,钝角磨料(石英砂)的主要冲蚀机制是缺陷部位的断裂和基质的切削,尖角磨料(碳化硅)的主要冲蚀机制是骨料的断裂和基质的犁削。