一、一种新型快速响应半人工热电偶（论文文献综述）
薛生俊[1]（2020）在《高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究》文中研究指明为了解决铣削区域温度无法实时测试的技术难题,制备了集铣削和测温功能于一体的测温铣刀,针对嵌入测温铣刀的薄膜热电偶长时间高温服役后热电势不稳定的现象,对其进行了退火处理,并进行了TC4钛合金铣削测温试验。具体研究内容如下:通过ABAQUS有限元软件对钛合金的铣削温度进行仿真,得到铣削过程中铣刀-工件接触区域的温度场,铣刀温度场中后刀面刀尖处温度最高,切入工件时刀尖温度迅速上升,进入稳定铣削后温度达到平稳。制备了NiCr-NiSi薄膜热电偶,并对其进行氩气气氛退火,研究了退火对NiCr、NiSi功能薄膜和薄膜热电偶的塞贝克系数的影响。200～500℃退火提高了功能薄膜表面均匀性和导电性,其中500℃退火后的功能薄膜性能最佳,对应薄膜热电偶的塞贝克系数达到最大值40.5u V/℃。热循环试验表明,与未退火的薄膜热电偶相比,500℃退火的薄膜热电偶经过连续的热冲击和高温保持后热电势曲线仍保持稳定。搭建了由测温铣刀和无线采集系统构成的铣削温度采集系统,该系统可以实现铣削温度数据的采集、无线传输和处理功能。设计了测温铣刀专用机械掩模,在YG8硬质合金铣刀后刀面刀尖处依次沉积Si O2绝缘薄膜、NiCr、NiSi热电极功能薄膜、Si O2保护薄膜。将测温铣刀在氩气气氛中进行500℃退火,并对其进行静态标定,得到测温铣刀塞贝克系数为40.5±0.2u V/℃。设计了切削参数三因素三水平正交铣削温度测试试验,应用铣削温度采集系统获得了各参数下的瞬态铣削温度曲线,对测温结果进行极值分析和方差分析,得到切削参数对TC4铣削温度影响最显着的是铣削深度,并得到了TC4铣削温度预测公式,为铣削温度的测量及预测提供了一种可行性方案。
邹磊[2]（2020）在《牛皮质骨组织的球头磨削力和磨削热建模及实验研究》文中研究说明骨组织的磨削操作广泛应用于各类外科手术,这类手术难度大,对医生的技术要求高,往往需要外科医生在手术前进行大量的训练。利用虚拟现实技术创造手术模拟器,可为传统的外科训练方法提供一种现实、经济、安全且可重复的替代方案。触觉交互系统是神经外科手术模拟器的重要组成部分,其关键在于建立较真实的骨磨削过程力反馈模型,此外,该手术模拟器还应该实现对磨削温度的预测。为此,针对医用球状磨具,本文分别建立了磨削力和磨削温度的预测模型。采用牛大腿皮质骨开展了骨磨削实验和仿真研究,研究了磨削三要素（磨削深度、进给速度和主轴转速）和其余可变参数（主轴倾角和进给方向）对磨削力和磨削热的影响。主要研究工作包括:（1）基于磨削材料去除原理,建立了球状磨具进行骨磨削过程的磨削力模型,该磨削力模型考虑了比磨削能(Ues)与当量磨削厚度的关系。分别采用可变Ues和定值Ues计算磨削力,结果表明,磨削力计算模型能准确地预测不同工况下三维磨削力的大小和变化趋势,其中可变Ues的计算结果更逼近磨削力测量值。基于非稳态传热原理,建立了带有移动热源的骨磨削传热仿真模型,通过ABAQUS有限元软件进行数值求解,考察了磨削热在骨组织中的扩散规律。（2）从多主轴倾角、多进给方向和精确控制磨削参数等设计要求和指标出发设计了三维骨磨削实验平台,主要包括三维运动控制系统、主轴系统、骨样本装夹系统、温度测量系统和力测量系统五部分。该实验平台的主轴转速为0～60000（rpm）,进给速度为0～96mm/min,主轴倾角（α=0～90°）可按需调整。（3）通过设计一组正交实验,研究了切削深度、进给速度和主轴转速对磨削力和磨削温度的影响。选取标准正交阵列L9（3×3）,每个参数给定三个水平。采用埋入式热电偶和kistler测力计实时测量磨削过程的温度场和力场变化情况。采用极差分析方法对实验结果进行统计分析,确定各参数对磨削力和磨削温度的影响程度。仿真和实验的结果均表明:磨削力和磨削温度随着磨削深度和进给速度的增加而升高,较高的主轴转速能有效降低磨削力,但同时使磨削温度升高。（4）通过设计一组全面实验,验证磨削力模型计算结果的准确性,同时研究了主轴倾角和进给方向对磨削力的影响。在不用的进给方式（平行进给、对角进给和对角进给）和主轴倾角（α=0°,30°,60°,90°）下,磨削力仿真和实验结果的匹配误差低于18.48%,这表明,本文建立的球头磨具骨磨削力模型能准确地预测不同工况下的磨削力,反映磨削过程的受力情况。在不同的磨具进给方向下,主轴倾角的影响有所区别。针对平行进给,磨削合力随主轴倾角（α）先增后减。当α从0°增加至60°时,磨削合力从0.70N增加到2.10N,当倾角α从60°增加90°时,实验的磨削合力从2.10N减小到1.46N;针对对角进给,磨削合力随主轴倾角的变化和平行进给时基本一致。针对垂直进给,磨削合力随α增大单调递增,当倾角α从0°增加90°时,实验的磨削合力从0.60N增加到1.31N。上述现象是由于磨削区磨粒的平均线速度受主轴倾角影响较大引起的,当去除相同体积的材料时,较大的线速度往往对应较小的磨削力。（5）通过设计一组全面实验,验证磨削热模型计算结果的准确性,同时研究了主轴倾角和进给方向对磨削温度的影响。在不用的进给方式（平行进给、对角进给和对角进给）和主轴倾角（α=0°,30°,60°,90°）下,磨削温度仿真和实验结果的匹配误差低于9.4%。其变化趋势与磨削力的变化趋势相反。进给方向为平行进给,当主轴倾角从0°增加至90°时,实验的磨削温升(ΔTmax)随主轴倾角先增大而后减小,其拐点在α=60°。当进给方向为对角进给时,磨削温度随主轴倾角的变化基本一致。当进给方向为垂直进给,当主轴倾角从0°增加至90°时,实验的磨削温升(ΔTmax)从119℃减小到107.9℃。尽管不同的主轴倾角和进给方向下材料的去除速率相等,但进入骨组织的磨削热最小为0.32W,最大为0.48W。这是因为不同的主轴倾角和进给方向下磨削弧区磨粒的线速度不同,使得材料的比磨削能差异较大,较大的线速度会使得单颗磨粒切屑厚度较小,比磨削能较大。
陈保良[3]（2020）在《基于嵌入薄膜热电偶刀具的无线测温系统技术研究》文中研究表明切削加工技术在机械制造过程中有着广泛的应用。切削温度是一个重要的物理量,它直接关系到刀具的使用寿命及工件的表面质量等。方便快捷并实时在线地获得刀具切削区域温度,对于控制切削过程,实现智能化制造具有重要意义。因此结合物联网无线传输技术提出一种前刀面切削温度无线测温系统技术方案进行切削温度检测,在切削加工过程中通过搭建切削温度无线测温系统,实现刀具前刀面切削区域温度的无线测量,为工业智能制造提供技术参考。采用DEFORM-3D有限元仿真软件进行切削有限元仿真,分析刀具前刀面温度分布情况,为确定前刀面薄膜热电偶热接点位置奠定理论基础。在此基础上设计沟槽结构,并采用飞秒激光微加工方式在前刀面制备沟槽,并进行电解质-等离子抛光处理去除飞秒激光加工后残留在槽底的熔渣,污垢和氧化皮,使沟槽底部基本满足镀膜要求,为后续制备薄膜热电偶温度传感器作基础。采用等离子增强化学气相沉积法在前刀面制备Si O2绝缘薄膜,同时设计并制备与沟槽相对应的掩模板,并采用磁控溅射技术在刀具的槽底制备Ni Cr/Ni Si薄膜热电偶。针对薄膜进行性能表征分析得出,Si O2薄膜绝缘性能良好,结构致密。Ni Cr/Ni Si薄膜热电偶塞贝克系数与标准K型热电偶接近,满足测温要求。为后续切削温度无线测温系统的搭建作准备。组建Zig Bee无线传输网络,编写Arduino程序并结合热电偶信号转换器设计出数据采集设备,搭配无线数据接收端与PC上位机软件实现切削温度的无线采集与记录。搭建基于嵌入薄膜热电偶刀具的无线测温系统并进行现场切削试验,分析不同切削参数对切削温度的影响规律,并将切削温度实验数据与温度场仿真数据进行对比分析,验证基于嵌入薄膜热电偶刀具的无线测温系统的可行性,能够在切削过程中实现对刀具前刀面切削温度的无线测量。
李金乐[4]（2020）在《单晶锗微细切削加工温度场研究》文中进行了进一步梳理单晶锗作为一种重要的红外光学材料,在红外测温、通讯、生物工程和航空航天等领域应用广泛。在单晶锗的微细切削加工过程中,切削温度的变化会导致刀具出现明显的磨损以及切削区域的热变形,从而降低材料的已加工表面质量和产品的加工精度。切削温度已经成为影响产品质量的重要因素,而目前关于单晶锗微细切削温度的分布缺乏深入的研究。因此,本文从理论分析、有限元仿真和单点金刚石切削试验三个方面对单晶锗在微细切削过程中的温度场分布规律进行探究,以期为实际生产提供一定的理论数据参考。首先,参照实际切削过程建立了几何切削模型,采用热源法,通过对热传导控制方程的求解,根据固体热传导原理,推导出在剪切面热源作用下的理论温升计算模型以及在刀具和前刀面摩擦热源作用下的理论温升计算模型。其次,通过有限元切削仿真分析了单晶锗在不同切削参数（主轴转速、进给速度、切削深度）和不同刀具参数（前角、后角、刀尖圆弧半径）下的温度分布及其变化规律。仿真结果表明:切削温度的最高点出现在前刀面上且距离切削刃较近,切削过程中,温度的分布以刀具前端的最高温度点为中心呈同心形,距离最高温度点越近,温度变化梯度越大;切削参数越大,最高温度越高,温升也增长的越快,温度随着进给速度的增大而升高的速率最快;刀具参数对温度具有不同的影响,其中刀具的负前角越大其温度越高,后角增大其温度呈缓慢下降趋势,刀尖圆弧半径增大其温度也缓慢增加。通过MATLAB软件对不同切削参数和不同刀具参数下的理论温度极值进行了计算,对比有限元仿真结果两者相对误差在10%以内,证实了理论模型的精确性。最后,通过单点金刚石切削试验,利用红外热像仪测量了切削温度,并采用光学轮廓仪测量了表面粗糙度,以此对仿真结果进行验证。通过对试验结果的分析,进给速度对切削温度和表面粗糙度的影响最大,即试验结果对进给速度最敏感,同时切削温度越高其表面粗糙度值也越大。
刘秋雨[5]（2019）在《嵌入薄膜热电偶的铣削测温刀具研究》文中指出切削区域温度是金属切削加工中最重要的研究领域之一,是影响刀具寿命与加工零件质量的重要参数。由于铣削加工过程中刀尖-工件热接触区域位置随主轴旋转而高速变化,传统测温手段受体积大、响应速度慢、传感器难布置等条件的限制,难以实现铣削区域温度的实时测量,导致铣削区域温度变化规律测试的研究较少。本文针对上述技术难题,研制了一种嵌入薄膜热电偶的铣削测温刀具,主要研究内容如下:采用直流脉冲磁控溅射方法制备薄膜热电偶温度传感器,在铣刀片后刀面依次沉积Si02绝缘薄膜、NiCr与NiSi热电极薄膜以及SiO2保护薄膜;使用分次沉积方法制备的SiO2绝缘薄膜以较小厚度获得更好的绝缘特性,2.7 μm厚薄膜电阻值可达2.05×107Ω;借助光刻工艺制备的NiCr与NiSi热电极薄膜边界清晰规整,无边缘衍射现象,两热电极薄膜搭接形成接触良好的测温热接点;通过SEM、TEM对制备的薄膜热电偶传感器进行表征,证明了各层薄膜表面致密均匀、元素分布准确。对嵌入铣削测温刀具的薄膜热电偶的静、动态特性进行研究,结果表明在30～120℃内薄膜热电偶塞贝克系数为34.14 μV/℃,最大非线性误差为0.05%,动态响应时间为0.132 ms。设计薄膜热电偶热接点磨损等效试验,研究证明薄膜热电偶跟随刀具磨损后的静、动态特性基本不变,证明嵌入薄膜热电偶测温刀具的铣削温度测试试验数据的准确性。基于微米纳米尺度传热学理论研究了薄膜热电偶的热传导模型,考虑了 Si02绝缘薄膜的隔热特性、薄膜-刀片界面热阻对热传导模型的影响,对多层薄膜结构的薄膜热电偶热传导模型进行研究。利用有限元仿真软件建立了薄膜-刀具二维稳态热传导模型,通过数值模拟得到了薄膜-刀具温度场分布云图。搭建基于薄膜热电偶测温刀具的6061铝合金铣削温度测试试验系统,设计了基于铣削速度、轴向切削深度以及进给量的CCD响应曲面试验方案,根据测试结果建立了铣削温度与切削参数相互作用下的二阶预测模型,检验证明该回归模型可靠,为铣削区域温度的监控及预测过程提供可信的理论及实验数据依据。
刘义[6]（2018）在《基于薄膜热电偶的铣削温度测试技术研究》文中研究指明切削区域复杂的热力耦合作用产生的大量切削热,与零件加工质量及刀具磨损直接相关,切削温度的测量对切削过程的研究具有指导意义。对于主轴处于高速旋转的铣削加工而言,传统测试方法存在布线困难、感温元件响应时间长等缺点,导致很难实时准确地测量铣削区域温度。本文针对以上问题,将薄膜热电偶温度传感器沉积在铣削刀片刀尖处,结合温度信号无线传输方式,研究了一种基于薄膜热电偶的铣削温度测试技术,实现了铣削过程中切削区域温度实时准确的原位测量。具体研究内容如下:将铣削加工简化为平面应变问题,应用ABAQUS有限元通用软件建立了三维正交切削模型,得到切削区域及刀片切削刃附近温度场分布云图。仿真结果可知刀片刀尖切削刃附近前/后刀面温度大小差异不大,且为刀片最高温度分布区域,为后续薄膜热电偶测量端沉积位置提供参考依据。采用直流脉冲磁控溅射方法制备薄膜热电偶温度传感器,研究发现分次沉积的Si02绝缘薄膜膜厚均匀、绝缘性能优良,其绝缘电阻达到3.65×107Ω,克服了传统制备工艺中因薄膜存在针孔导致绝缘性能较差的弊端。制备的NiCr/NiSi薄膜热电极形状规则、边界整齐,两热电极贴合紧密形成热接点,保证了测温回路良好导通。对制备的薄膜热电偶测温刀片进行了静动态技术特性研究,得到薄膜热电偶测温刀片塞贝克系数为41.17μV/℃,热电偶动态响应时间为83μs。理论分析可知薄膜热电偶动态响应时间与薄膜密度、比热、导热系数及热接点厚度有关,与热接点表面积无关。通过制备不同热接点宽度模拟了薄膜热电偶随切削磨损情况,磨损后的薄膜热电偶技术特性不发生改变,仍能准确测量铣削温度。设计了基于ZigBee无线传输技术的铣削温度数据采集系统,结合自行开发的上位机人机交互温度监测系统,实现铣削温度实时存储、处理及显示。通过现场铣削实验对铣削温度测量系统进行了性能测试,确定了薄膜热电偶在刀尖处最佳沉积位置,实验表明测温系统可以实时测量铣削区域温度,并监测到200ms内温度变化,为铣削温度测量提供了新的技术支持。
刘具龙[7]（2018）在《钛合金铣削温度预测与实验研究》文中指出钛合金（Ti-6Al-4V）因其优良的综合性能广泛应用于航空航天、汽车制造及生物医学领域。然而,由于钛合金导热系数小,铣削过程中产生的铣削热不易传出,导致铣削区域温度升高,刀具磨损迅速,影响已加工表面质量。另外,近年来增减材复合制造技术的出现使得钛合金加工的加工条件有所变化,如不宜使用冷却液及工件初始温度较高等,对铣削温度有着重要影响,而过高的铣削温度是造成铣削加工过程中刀具寿命降低、工件表面完整性差的主要原因之一,因此,钛合金铣削过程中铣削温度的研究具有重要意义。首先,本文基于铣削加工原理,将铣削区域三个热源简化为螺旋线热源,采用先离散后求和的方法运用热源迭加法构建了铣削过程工件温度场理论预测模型,通过设置镜像热源将工件简化为无限大导体,使其满足热源迭加法的计算要求,从而计算铣削过程中任意时刻工件任意点温度。其次,由铣削力与铣削速度推导出了包含铣削热系数的热流密度计算公式,参考切削力系数和刃口力系数的标定过程提出了铣削热系数标定方法,最后设计实验完成了室温下钛合金锻件及不同温度下钛合金增材件的铣削热系数标定,获得了铣削热流密度与切削厚度的对应关系,为后续铣削温度的预测提供了理论基础。然后,建立了基于模拟实际切削的有限元模型及基于热源加载的有限元模型对铣削温度进行预测,采用基于模拟实际切削的模型对钛合金锻件铣削温度进行了预测,基于热源加载的有限元模型中的热流密度由本文所标定的铣削热系数计算获得,并采用该模型对钛合金锻件及增材件铣削温度进行了预测。最后,采用半人工热电偶法对钛合金锻件及增材件铣削过程中的铣削温度进行测量,通过改变锻件的铣削宽度、增材件的每齿进给量及工件初始温度,对比不同铣削条件下的铣削温度预测值与实验值,对预测模型的准确性进行了验证。本文所提出的温度预测模型及使用的实验方法可拓展应用至其他材料及加工工艺中,部分研究成果可为铣削参数的合理选择、刀具磨损及工件表面完整性的研究提供理论基础。
张勇[8]（2018）在《刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究》文中研究指明在机械加工过程中,切削热和切削温度对工件的加工有很大的影响,薄膜热电偶测量切削温度是一种方便快捷的测温方法之一。为了实现车削时切削温度准确、实时的监测,本文对车刀嵌入薄膜热电偶测量切削温度的相关技术进行了研究。研究刀具切削机理的基础上,利用有限元软件DEFORM-3D对刀具前刀面温度场进行了有限元模拟仿真,分析了刀具前刀面温度场的分布规律。基于热电偶测温理论及新型薄膜制备技术,针对刀具前刀面、后刀面温度分布规律,设计了不同的薄膜热电偶结构方案及Ni Cr-NiSi嵌入式薄膜热电偶测温刀具。在FJL-560a型磁控与离子束复合溅射沉积系统上,开展了NiCr-NiSi薄膜热电偶制备的试验研究。以载玻片为基底,采用单因素实验方案研究了氩气工作流量、溅射功率、工作压强三个因素对薄膜热电偶性能（薄膜厚度、表面粗糙度、电阻率）的影响规律。在此基础上,优化工艺参数并设计了正交实验方案,继续在载玻片基底上进行试验研究,获取了较合适的热电偶薄膜制备工艺参数。利用优化后的溅射工艺参数,分别在不锈钢基底,硬质合金刀具表面上进行了薄膜热电偶制备的试验研究。对不锈钢为基底制备的薄膜热电偶样品进行了性能检测,结果显示导电性、电极尺寸等性能基本达到预想要求,灵敏度达到了18.4μV/℃,还有一定的提升空间,最后在硬质合金刀具表面成功制备了不同尺寸的薄膜热电偶样品。为后续实验研究切削加工中切削温度测量的研究奠定了基础。
王震宇[9]（2015）在《高速立铣切削刀具温度场建模与实时在线温度测量技术研究》文中提出在机械加工切削过程中,切削热及其产生的切削温度直接影响刀具的磨损和寿命,同时也影响工件的加工质量和表面质量。其中,切削温度的在线测量对于研究由切削热导致的刀具磨损和寿命减少具有重要意义。尤其是对于正处在切削过程中的刀具,采用刀具温度实时在线测量技术能监控其切削温度变化,为加工安全提供有力保障,为加工质量提供技术支撑。目前,切削过程中的在线测量方法还不能解决高速切削中刀具定点温度实时在线连续测量的问题。因此,研究一种既可以进行连续单点温度测量,又不改变主轴结构,同时能够实时获得温度数据的方法是非常必要的。这对研究切削热导致的刀具磨损和寿命减少、监控切削过程刀具切削温度变化以保证加工安全和加工质量等具有重要意义。针对高速切削过程,本文采用热电偶测温方法,以熔焊方式在刀具后刀面切削温度场最高温度点位置固定热电偶结球,将热电偶尾线引入放置于改进后的刀柄内的下位机,采用无线传输方式发送温度测量数据,利用无线路由器将温度测量数据送至上位机进行处理,实现高速切削中刀具定点温度实时在线连续测量。本文在提出系统总体方案的基础上,通过系统分析提出具体性能指标要求,展开了深入的理论和实验研究。针对高速立铣刀的特点,采用热源法建立温度场的数学模型,利用有限元软件仿真立铣刀的温度场分布。再根据数学模型和仿真结果,分析切削热的产生及其导致的刀具升温,从而判断温度最高点的位置,为确定立铣刀固定测温点位置提供依据,还可为立铣刀的结构优化设计、切削实验设计等,提供理论依据。针对成熟可靠的热电偶测温方法,研究并实现热电偶与被测刀具的安装方法,通过电容焊机将热电偶结球焊接在位于刀具后刀面上邻近主切削刃的预埋槽内,在不破坏原有刀具强度和温度场的前提下,实现刀具温度场定点温度的实时在线连续感知;研究并实现热电偶尾线引出和下位机安装方法,将热电偶尾线通过刀具内冷孔引出至刀柄内,改进刀柄结构提供下位机安置空间,同时符合其原有技术标准,实现热电偶与下位机相对位置固定的安装连线;研究并实现高速数据采样方法,将热电偶输出热电势同时引入两片微小型模拟数字转换器,通过双通道并行时间交替采样方法将采样率提高一倍,实现高速数据采样;研究并实现高速高可靠无线数据传输方法,采用现有UDP协议,有针对性地引入监督位和监督矩阵,由下位机对温度测量数据进行分组、打包和发送,由上位机对接收数据进行纠错、组合和处理,形成改进的UDP协议,消除原有的数据乱序和错包现象,实现高速高可靠无线数据传输。针对测温系统中,由RC网络、模拟数字转换和冷端补偿所构成的环节,建立其数学模型并进行静态特性和动态特性分析;利用仿真软件进行特性仿真,给出系统时间常数和幅值损耗0.1%时的最高频率;根据所建立的数学模型,按照温度信号传递路径,进行不确定度分析,给出系统量程和测量精度。针对所研制的高速立铣切削刀具定点温度实时在线连续测量装置,进行无线数据传输测试实验,验证在经过改进UDP协议处理之后,上位机接收到的数据无错包无乱序,具有高速传输特性;通过精密温度校验炉完成测温系统标定,给出测温系统静态测量误差;采用本文测温系统进行高速立铣刀具定点切削温度实时在线连续测量实验,对测温系统进行实验验证。
崔云先[10]（2011）在《瞬态切削用NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具研究》文中研究说明切削热和切削温度是切削过程中产生的重要物理现象。瞬态切削温度的准确测量是开展现代切削理论与切削工艺技术研究的主要内容之一。国内外目前广泛采用的切削温度测量方法主要有自然热电偶法、人工热电偶法、半人工热电偶法、金相组织观察法和光热辐射测温法等。随着切削速度和加工精度的不断提高,常用的切削温度测量方法由于受到传感器响应速度和切削条件等的限制,难以实现切削区瞬态温度的实时和准确测量。本文针对这一瞬态切削温度测量的技术难题,将薄膜热电偶集成于切削刀具中,成功研制了一种NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具,可实现切削区瞬态温度准确、方便和实时测量。论文的主要内容包括：从塞贝克效应入手,依据固体材料电导和热导理论,研究了薄膜电导、热导与块体材料电导、热导的关系；利用连续薄膜的电学性质与薄膜的电子输运理论,研究了薄膜电导率与电阻率的主要影响因素；通过引入的玻尔兹曼经典统计和费密狄拉克函数,研究了薄膜电极的绝对热电势率以及薄膜热电偶的塞贝克系数。指出了薄膜热电偶的薄膜性质及其选择的原则。采用双放电腔微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术,完成切削测温刀具所需Si02绝缘薄膜的制备,提出一种以相同工艺参数多次重复,可有效避免Si02薄膜制备中表面针孔和大颗粒等缺陷的新方法。所制备的Si02绝缘薄膜厚度小、绝缘性能好,绝缘薄膜与金属基底结合力满足制作测温刀具的要求。采用瞬态热反射方法,对所制备Si02薄膜的热导率进行测试,结果表明：本文所制备的Si02薄膜热导率比文献报道的热氧化法制备的Si02薄膜热导率大,在高速钢基底上制备的Si02薄膜热导率值不稳定,不同厚度的薄膜热导率变化较大,高速钢基底与Si02薄膜接口的热阻要比硅基底与Si02薄膜的大一个数量级。进一步分析得知,本文所制备的Si02薄膜热导率在所测试的厚度下没有明显的尺寸效应依赖关系,且影响热导率的主要因素是薄膜厚度、薄膜-基底界面结构、薄膜-基底温度以及薄膜的制备方式等。采用与制备Si02绝缘薄膜相同的双放电腔微波ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术,通过选择合适的靶材、设计并制作专用的掩膜,制备了测温刀具中NiCr/NiSi热电偶薄膜,所制备薄膜的合金各组元接近靶材,具有致密均匀,平整光滑,连续性好等特点,所制备的NiCr/NiSi薄膜热电偶形状规则、厚度均匀、边界整齐,达到预期制作目标。NiCr、NiSi掩膜采用不锈钢材料经超精密线切割机床加工制成,NiCr、NiSi掩膜厚度均控制在0.5mm以内。所研究的磁控溅射制备合金材料薄膜的工艺和技术,可为今后其他类合金薄膜的制备奠定技术基础。依据切削温度的产生和传出机理,研制了分刀片式、整体式和嵌入式切削测温刀具。由于NiCr/NiSi薄膜热电偶被直接嵌入刀具的刀尖位置,将切削和测温功能集于一体,且薄膜热接点厚度为微米数量级,具有热容量小,响应迅速的特点,因此,所研制的测温刀具可实现切削区瞬态温度的实时测量。采用本文研制的基于LabVIEW的薄膜热电偶温度自动标定系统,记录了NiCr/NiSi薄膜热电偶的升温和降温过程,完成了薄膜热电偶的标定；采用短脉冲激光法测试了NiCr/NiSi薄膜热电偶的时间常数。结果显示,所研制薄膜热电偶的塞贝克系数为67.0μV/℃,非线性拟合误差不大于0.3%,测得动态响应时间为0.083ms。采用热接点宽度不同的系列薄膜热电偶,研究了测温刀具的模拟磨损特性,测试了不同热接点宽度下NiCr/NiSi薄膜热电偶的灵敏度和时间常数。结果显示,当薄膜厚度很小时,NiCr/NiSi薄膜热电偶随刀具部分磨损后不影响其测试性能。通过建立的一维非稳态热传导模型,计算不同热接点厚度薄膜热电偶的动态响应时间,结果表明,影响薄膜热电偶时间常数的主要因素是薄膜材料的热扩散系数、薄膜的导热系数及薄膜厚度。完成了NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具的组装并将所研制的切削测温刀具用于切削试验,结果显示,切削测温刀具满足瞬态切削温度测试需要,测试系统运行良好。
二、一种新型快速响应半人工热电偶（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新型快速响应半人工热电偶（论文提纲范文）
（1）高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 铣削温度测量技术研究现状 |
| 1.2.1 非接触法铣削温度测量 |
| 1.2.2 接触法铣削温度测量 |
| 1.3 薄膜热电偶研究现状 |
| 1.3.1 薄膜热电偶应用 |
| 1.3.2 薄膜热电偶性能改进 |
| 1.4 本文主要研究内容与结构 |
| 第二章 铣削温度有限元分析 |
| 2.1 有限元分析与ABAQUS软件介绍 |
| 2.2 有限元仿真理论基础 |
| 2.2.1 工件材料的本构模型 |
| 2.2.2 材料失效准则与损伤演化 |
| 2.3 三维铣削温度有限元模型 |
| 2.3.1 铣削温度模型建立 |
| 2.3.2 铣削温度模型验证及仿真结果 |
| 本章小结 |
| 第三章 高性能薄膜热电偶制备 |
| 3.1 薄膜制备及表征设备 |
| 3.1.1 薄膜制备原理及设备 |
| 3.1.2 薄膜表征设备 |
| 3.2 NiCr、NiSi功能薄膜的制备及表征 |
| 3.2.1 NiCr、NiSi功能薄膜的制备 |
| 3.2.2 NiCr、NiSi功能薄膜的表征 |
| 3.3 保护薄膜的制备及补偿导线连接 |
| 3.3.1 保护薄膜制备 |
| 3.3.2 补偿导线的连接 |
| 3.4 薄膜热电偶的标定 |
| 3.4.1 静态标定 |
| 3.4.2 动态标定 |
| 3.5 热处理对薄膜热电偶的影响 |
| 3.5.1 退火前后薄膜表面形貌的研究 |
| 3.5.2 退火对薄膜晶体结构影响 |
| 3.5.3 退火前后薄膜的电学性能变化 |
| 3.5.4 退火对薄膜热电偶塞贝克系数的影响 |
| 3.6 薄膜热电偶热循环试验 |
| 本章小结 |
| 第四章 铣削温度测试系统 |
| 4.1 测温铣刀制备流程及前期准备工作 |
| 4.1.1 测温铣刀制备流程 |
| 4.1.2 薄膜制备准备工作 |
| 4.2 测温铣刀制备 |
| 4.2.1 绝缘薄膜制备 |
| 4.2.2 功能薄膜制备 |
| 4.2.3 保护薄膜制备 |
| 4.3 测温铣刀退火及标定 |
| 4.4 无线采集系统介绍 |
| 4.4.1 无线传输系统 |
| 4.4.2 上位机交互监测系统 |
| 本章小结 |
| 第五章 钛合金铣削温度测试与预测 |
| 5.1 钛合金加工特性 |
| 5.1.1 钛合金的物理特性 |
| 5.1.2 钛合金的切削特性 |
| 5.2 铣削温度测试正交试验 |
| 5.2.1 正交试验介绍 |
| 5.2.2 正交试验设计 |
| 5.3 铣削温度测试试验 |
| 5.3.1 铣削试验系统安装 |
| 5.3.2 试验结果分析 |
| 5.4 TC4铣削温度预测 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间获奖情况 |
| 致谢 |
（2）牛皮质骨组织的球头磨削力和磨削热建模及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 骨组织机械加工的研究现状 |
| 1.2.1 骨组织磨削加工 |
| 1.2.2 骨组织钻削加工 |
| 1.2.3 骨组织切削加工 |
| 1.3 磨削加工过程建模方法 |
| 1.3.1 磨削力建模 |
| 1.3.2 磨削热建模 |
| 1.4 主要研究内容及意义 |
| 第二章 骨组织磨削加工过程建模 |
| 2.1 物理模型 |
| 2.2 骨磨削力模型 |
| 2.2.1 单颗磨粒的坐标 |
| 2.2.2 单颗磨粒材料去除速率 |
| 2.2.3 比磨削能的确定 |
| 2.2.4 单颗磨粒的磨削力 |
| 2.2.5 总磨削力 |
| 2.2.6 磨削力的仿真 |
| 2.3 骨磨削热模型 |
| 2.3.1 数学模型 |
| 2.3.2 进入骨组织的热量值 |
| 2.3.3 有限元热模型 |
| 2.3.4 骨磨削瞬态温度场仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 骨组织磨削加工实验平台 |
| 3.1 实验平台的总体设计 |
| 3.1.1 三维运动控制系统 |
| 3.1.2 主轴系统 |
| 3.1.3 磨削力测量系统 |
| 3.1.4 温度测量系统 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.3 实验方案 |
| 3.3.1 正交实验设计 |
| 3.3.2 全面实验设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磨削参数对磨削力的影响规律 |
| 4.1 磨削力的实验结果 |
| 4.1.1 正交实验 |
| 4.1.2 全面实验 |
| 4.2 磨削力模型中系数的确定 |
| 4.3 磨削力模型验证与分析 |
| 4.3.1 磨削深度、进给速度和主轴转速的影响 |
| 4.3.2 进给方向和主轴倾角的影响 |
| 4.3.3 误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磨削参数对磨削温度的影响规律 |
| 5.1 磨削热反求 |
| 5.2 磨削温度的实验结果 |
| 5.2.1 正交实验的磨削温度实验与仿真结果 |
| 5.2.2 全面实验的磨削温度实验与仿真结果 |
| 5.3 磨削热模型验证与分析 |
| 5.3.1 磨削深度、进给速度和主轴转速的影响 |
| 5.3.2 进给方向和主轴倾角的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于嵌入薄膜热电偶刀具的无线测温系统技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外切削温度测量技术的研究与发展 |
| 1.2.1 自然热电偶法 |
| 1.2.2 人工热电偶法 |
| 1.2.3 半人工热电偶法 |
| 1.2.4 辐射测温法 |
| 1.3 薄膜热电偶的发展与研究 |
| 1.4 本文主要研究内容与结构 |
| 第2章 薄膜热电偶沟槽的结构设计与制备 |
| 2.1 硬质合金刀具切削仿真分析 |
| 2.1.1 工件材料本构模型 |
| 2.1.2 切削仿真几何模型的建立 |
| 2.1.3 切削仿真模型的建立 |
| 2.1.4 刀具切削温度场分析 |
| 2.2 薄膜热电偶沟槽的设计 |
| 2.3 薄膜热电偶沟槽的制备 |
| 2.3.1 飞秒激光加工 |
| 2.3.2 制备薄膜热电偶沟槽 |
| 2.4 电解质-等离子抛光 |
| 2.4.1 电解质-等离子抛光原理分析 |
| 2.4.2 电解抛光液的选择 |
| 2.4.3 电解质-等离子抛光实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 薄膜热电偶的制备与标定 |
| 3.1 薄膜热电偶基本原理 |
| 3.2 镀膜方案设计 |
| 3.3 掩模的设计与制备 |
| 3.4 SiO_2薄膜的制备工艺 |
| 3.4.1 物理气相沉积(PVD) |
| 3.4.2 热氧化法 |
| 3.4.3 等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) |
| 3.4.4 SiO_2绝缘膜的制备与性能表征 |
| 3.5 薄膜热电偶的制备与性能表征 |
| 3.6 薄膜热电偶标定实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 切削温度无线测温系统的设计 |
| 4.1 切削温度无线测温系统方案设计 |
| 4.2 MAX6675简介 |
| 4.3 无线测温系统硬件开发板程序设计 |
| 4.3.1 Arduino平台简介 |
| 4.3.2 Arduino软件开发环境 |
| 4.3.3 Arduino开发板控制程序设计 |
| 4.4 Zig Bee无线网络通讯环境的搭建 |
| 4.4.1 Zig Bee技术概述 |
| 4.4.2 Zig Bee网络拓扑结构分析 |
| 4.4.3 Zig Bee网络通讯搭建 |
| 4.5 切削温度无线测温系统PC上位机软件设计 |
| 4.5.1 上位机软件结构设计 |
| 4.5.2 上位机软件界面设计 |
| 4.5.3 串口识别与连接功能 |
| 4.5.4 数据采集功能 |
| 4.5.5 数据显示功能 |
| 4.5.6 数据存储功能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 切削温度无线测温实验与分析 |
| 5.1 温度场分析 |
| 5.1.1 剪切面平均温度及热量分配系数 |
| 5.1.2 前刀面接触区热量分配系数 |
| 5.1.3 温度场仿真 |
| 5.2 切削温度测温实验与分析 |
| 5.2.1 切削设备与条件 |
| 5.2.2 切削实验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
| 致谢 |
（4）单晶锗微细切削加工温度场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微细切削技术的发展和研究现状 |
| 1.2.2 微细切削温度场理论预测建模的研究现状 |
| 1.2.3 微细切削温度场仿真技术的研究现状 |
| 1.2.4 切削温度测量试验的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 单晶锗微细切削温度场理论预测建模 |
| 2.1 传热学理论基础 |
| 2.1.1 温度场 |
| 2.1.2 傅里叶导热定律 |
| 2.1.3 热源法 |
| 2.2 微细切削传热模型的简化 |
| 2.3 微细切削温度场模型的建立 |
| 2.3.1 剪切面滑移变形热源作用下的温度场 |
| 2.3.2 前刀面摩擦热源作用下的温度场 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单晶锗微细切削有限元仿真分析 |
| 3.1 DEFORM-3D软件简介 |
| 3.2 三维微细切削仿真模型的建立 |
| 3.2.1 材料模型 |
| 3.2.2 切屑分离准则 |
| 3.2.3 摩擦模型 |
| 3.2.4 边界条件的设定 |
| 3.2.5 网格划分 |
| 3.2.6 仿真分析流程 |
| 3.3 切削参数对切削温度的影响 |
| 3.3.1 主轴转速对微细切削温度的影响 |
| 3.3.2 进给速度对微细切削温度的影响 |
| 3.3.3 切削深度对微细切削温度的影响 |
| 3.4 刀具参数对切削温度的影响 |
| 3.4.1 刀具前角对微细切削温度的影响 |
| 3.4.2 刀具后角对微细切削温度的影响 |
| 3.4.3 刀尖圆弧半径对微细切削温度的影响 |
| 3.5 切削温度对表面粗糙度的影响 |
| 3.6 仿真结果与理论预测结果的对比 |
| 3.7 多元回归模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 单点金刚石切削试验 |
| 4.1 切削温度测量方法的选择 |
| 4.2 切削温度的测量试验 |
| 4.2.1 试验设备及仪器 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.3 切削温度测量试验结果与分析 |
| 4.3.1 切削参数对切削温度的主效应分析 |
| 4.3.2 切削温度的极差与方差分析 |
| 4.4 表面粗糙度的测量试验 |
| 4.4.1 试验测量仪器 |
| 4.4.2 试验方案 |
| 4.5 表面粗糙度测量结果与分析 |
| 4.5.1 切削参数对表面粗糙度的主效应分析 |
| 4.5.2 表面粗糙度的极差与方差分析 |
| 4.6 试验结果对比及误差分析 |
| 4.7 蒙特卡罗法对切削温度和表面粗糙度的概率建模、仿真和优化 |
| 4.7.1 切削温度与表面粗糙度的灵敏度分析 |
| 4.7.2 切削温度与表面粗糙度的确定性分析 |
| 4.7.3 模拟结果优化 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文、专利 |
（5）嵌入薄膜热电偶的铣削测温刀具研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 薄膜热电偶测温技术研究现状 |
| 1.3 材料去除工艺中的温度测试技术 |
| 1.4 本文主要研究内容及结构 |
| 第二章 薄膜热电偶测温刀具的研制 |
| 2.1 薄膜热电偶测温刀具的制备及表征设备 |
| 2.2 SiO_2绝缘薄膜的制备 |
| 2.2.1 薄膜热电偶测温刀具的预处理 |
| 2.2.2 SiO_2绝缘薄膜的制备工艺 |
| 2.3 NiCr与NiSi热电极薄膜的制备 |
| 2.3.1 光刻掩模与机械掩模选择 |
| 2.3.2 NiCr与NiSi薄膜光刻掩模板设计 |
| 2.3.3 铣刀片光刻工艺专用载具设计 |
| 2.3.4 NiCr与NiSi热电极薄膜制备流程 |
| 2.3.5 机械掩模与光刻掩模工艺制备结果比对 |
| 2.4 薄膜热电偶传感器SiO_2保护薄膜制备 |
| 2.5 薄膜热电偶传感器各层薄膜表征 |
| 2.5.1 SiO_2绝缘薄膜性能及表面形态表征 |
| 2.5.2 NiCr/NiSi热电极薄膜表面形态表征 |
| 2.5.3 薄膜热电偶各层薄膜截面形态表征 |
| 2.5.4 薄膜热电偶各层薄膜材料成分表征 |
| 本章小结 |
| 第三章 薄膜热电偶测温刀具测温特性研究 |
| 3.1 薄膜热电偶温测温刀具静态特性研究 |
| 3.1.1 薄膜热电偶测温刀具静态标定系统构建 |
| 3.1.2 薄膜热电偶测温刀刀具静态标定实验结果 |
| 3.2 薄膜热电偶测温刀具动态特性研究 |
| 3.2.1 薄膜热电偶温度测试刀具动态标定系统构建 |
| 3.2.2 薄膜热电偶测温刀具动态标定实验结果 |
| 3.3 薄膜热电偶跟随刀具磨损特性研究 |
| 3.3.1 薄膜热电偶跟随刀具磨损等效实验设计 |
| 3.3.2 等效磨损实验结果与分析 |
| 本章小结 |
| 第四章 薄膜热电偶测温刀具热传导模型 |
| 4.1 微尺度下薄膜材料热导率理论分析 |
| 4.1.1 气体动力学理论薄膜热导率模型 |
| 4.1.2 玻尔兹曼输运方程 |
| 4.1.3 SiO_2绝缘薄膜热导率理论分析 |
| 4.2 SiO_2绝缘薄膜-刀片热传导模型 |
| 4.2.1 薄膜-刀片热传导模型的建立 |
| 4.2.2 热传导模型中的界面热阻 |
| 4.2.3 薄膜-刀片热传导仿真分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 6061铝合金铣削温度测试试验及预测模型 |
| 5.1 薄膜热电偶铣削温度测试系统构建 |
| 5.1.1 基于薄膜热电偶测温刀具的铣削测温系统 |
| 5.1.2 铣削温度测试试验无线采集系统结构 |
| 5.2 基于响应曲面法的铣削温度测量试验 |
| 5.2.1 铣削温度测量试验的参数设计 |
| 5.2.2 铣削温度预测模型建立 |
| 5.2.3 铣削温度预测模型分析检验 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间申请发明专利情况 |
| 攻读硕士学位期间获奖情况 |
| 致谢 |
（6）基于薄膜热电偶的铣削温度测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外切削测温技术发展概述 |
| 1.2.1 金相组织法 |
| 1.2.2 固态图像传感器法 |
| 1.2.3 红外热辐射法 |
| 1.2.4 热电偶法 |
| 1.2.5 其他测温方法 |
| 1.3 本文研究的主要内容及结构 |
| 第二章 ABAQUS切削温度场有限元仿真 |
| 2.1 ABAQUS软件简介 |
| 2.2 ABAQUS切削仿真理论基础 |
| 2.2.1 6061铝合金的本构模型 |
| 2.2.2 材料失效准则 |
| 2.2.3 损伤演化 |
| 2.2.4 摩擦生热特性 |
| 2.2.5 接触定义与边界条件 |
| 2.3 ABAQUS切削加工有限元模型 |
| 2.3.1 材料及刀具物理特性 |
| 2.3.2 正交切削模型建立 |
| 2.3.3 切削仿真结果 |
| 本章小结 |
| 第三章 嵌入薄膜热电偶铣削测温刀片研制 |
| 3.1 嵌入薄膜热电偶的铣削测温刀片制备流程 |
| 3.2 SiO_2绝缘薄膜的制备及性能表征 |
| 3.2.1 SiO_2绝缘薄膜制备方案 |
| 3.2.2 SiO_2绝缘薄膜制备流程 |
| 3.2.3 SiO_2绝缘薄膜性能表征 |
| 3.3 NiCr/NiSi功能薄膜的制备及性能表征 |
| 3.3.1 NiCr/NiSi功能薄膜掩模设计 |
| 3.3.2 NiCr/NiSi功能薄膜制备 |
| 3.3.3 NiCr/NiSi功能薄膜性能表征 |
| 3.4 SiO_2保护薄膜制备 |
| 3.5 嵌入测温刀片的多层薄膜结构分析 |
| 3.5.1 TEM样品制备 |
| 3.5.2 热电偶空间分层结构分析 |
| 3.6 测温刀片静态性能分析 |
| 3.6.1 静态标定系统 |
| 3.6.2 薄膜热电偶静态标定及结果 |
| 3.7 测温刀片动态性能分析 |
| 3.7.1 薄膜热电偶动态响应传递函数 |
| 3.7.2 动态标定系统 |
| 3.7.3 脉冲响应法动态响应理论分析 |
| 3.7.4 薄膜热电偶动态标定及结果 |
| 本章小结 |
| 第四章 铣削温度数据无线采集系统设计 |
| 4.1 铣削温度数据无线传输系统总体构成 |
| 4.2 铣削温度无线传输系统 |
| 4.2.1 MAX31855温度信号采集模块 |
| 4.2.2 ZigBee核心模块 |
| 4.2.3 功能电路模块 |
| 4.2.4 协调器模块 |
| 4.3 上位机人机交互温度监测系统 |
| 4.3.1 用户信息模块 |
| 4.3.2 数据监测模块 |
| 4.3.3 数据处理模块 |
| 本章小结 |
| 第五章 基于薄膜热电偶的铣削温度测试试验 |
| 5.1 薄膜热电偶铣削测温系统搭建 |
| 5.1.1 测温刀片及温度测试单元安装 |
| 5.1.2 铣削温度测试系统调试 |
| 5.2 铣削测温条件及试验参数设计 |
| 5.3 铣削实验结果 |
| 5.3.1 前/后刀面嵌入薄膜热电偶测温效果对比 |
| 5.3.2 单周期铣削温度实验数据分析 |
| 5.3.3 切削参数对铣削温度的影响 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间申请专利情况 |
| 攻读硕士学位期间获奖情况 |
| 致谢 |
（7）钛合金铣削温度预测与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 钛合金及其铣削特点 |
| 1.1.1 钛合金的性质及应用领域 |
| 1.1.2 钛合金增材制造技术 |
| 1.1.3 钛合金的铣削特点 |
| 1.2 铣削温度预测研究现状 |
| 1.2.1 铣削温度理论计算 |
| 1.2.2 铣削温度有限元仿真 |
| 1.3 铣削温度实验研究现状 |
| 1.4 研究目的及主要研究内容 |
| 2.1.1 研究目的 |
| 2.1.2 主要研究内容 |
| 2 铣削过程工件温度场理论模型构建 |
| 2.1 铣削传热模型简化 |
| 2.2 热源迭加法介绍 |
| 2.2.1 点热源 |
| 2.2.2 有限长线热源 |
| 2.2.3 有限长运动线热源 |
| 2.3 铣削过程工件温度场模型 |
| 2.3.1 螺旋线热源引起工件温升 |
| 2.3.2 镜像热源引起工件温升 |
| 2.3.3 工件温度场计算流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 铣削过程热流密度计算 |
| 3.1 热流密度计算公式推导 |
| 3.2 铣削热系数标定方法 |
| 3.3 铣削热系数标定实验 |
| 3.3.1 实验设备及材料 |
| 3.3.2 实验方案 |
| 3.3.3 实验结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铣削过程工件温度场有限元仿真 |
| 4.1 有限元建模思路 |
| 4.1.1 铣削过程工件温度场有限元简化及假设 |
| 4.1.2 热源加载思路 |
| 4.2 基于模拟切削的有限元模型建立 |
| 4.2.1 几何模型及铣削参数设置 |
| 4.2.2 材料属性 |
| 4.2.3 网格划分及温度测量区域 |
| 4.2.4 摩擦及边界条件 |
| 4.3 基于热源加载的有限元模型建立 |
| 4.3.1 几何模型 |
| 4.3.2 材料属性 |
| 4.3.3 网格划分 |
| 4.3.4 热源模型及边界条件 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 铣削温度测量实验及模型验证 |
| 5.1 半人工热电偶测量温度 |
| 5.1.1 半人工热电偶测温原理 |
| 5.1.2 拼接工件对温度场影响 |
| 5.2 半人工热电偶标定 |
| 5.2.1 标定原理 |
| 5.2.2 实验设备及材料 |
| 5.2.3 实验方案 |
| 5.2.4 实验结果及分析 |
| 5.3 半人工热电偶测温实验 |
| 5.3.1 实验设备及材料 |
| 5.3.2 实验方案 |
| 5.4 铣削温度实验结果分析与预测模型验证 |
| 5.4.1 钛合金锻件实验结果分析及模型验证 |
| 5.4.2 钛合金增材件实验结果分析及模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态 |
| 1.3 主要切削温度测量技术介绍 |
| 1.4 薄膜热电偶的发展及应用 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 嵌入式薄膜热电偶切削温度刀具设计及理论分析 |
| 2.1 热电偶的基本原理 |
| 2.1.1 赛贝克效应 |
| 2.1.2 热电偶测温重要定律 |
| 2.2 刀具前刀面温度场有限元模拟仿真 |
| 2.2.1 建模及仿真参数的选择 |
| 2.2.2 切削过程模拟及结果分析 |
| 2.3 薄膜热电偶测温刀具设计 |
| 2.3.1 刀具及薄膜热电偶的选材 |
| 2.3.2 薄膜热电偶的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 热电偶薄膜及绝缘膜的工艺研究 |
| 3.1 热电偶薄膜的制备方法 |
| 3.2 靶材和基底的选择 |
| 3.3 电极薄膜制备参数研究 |
| 3.3.1 NiSi薄膜制备操作规程 |
| 3.3.2 制备方案的单因素试验及结果表征 |
| 3.3.3 制备方案的正交试验及结果表征 |
| 3.3.4 NiSi薄膜溅射速率确定 |
| 3.4 氮化硅绝缘膜的制备及性能分析 |
| 3.4.1 绝缘膜及保护膜的选材 |
| 3.4.2 氮化硅绝缘膜的制备 |
| 3.4.3 氮化硅薄膜厚度和绝缘性检测 |
| 3.4.4 氮化硅绝缘膜成分分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 嵌入式薄膜热电偶的制备及性能研究 |
| 4.1 掩膜的设计与制备 |
| 4.2 刀具表面薄膜热电偶制备流程 |
| 4.3 热电偶薄膜性能检测 |
| 4.3.1 薄膜尺寸及电阻率测量 |
| 4.3.2 热电偶薄膜成分分析 |
| 4.3.3 热电偶薄膜表面质量分析 |
| 4.4 薄膜热电偶灵敏度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）高速立铣切削刀具温度场建模与实时在线温度测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 切削刀具温度场建模国内外研究现状 |
| 1.2.1 高速切削温度场热源法建模研究 |
| 1.2.2 高速切削刀具温度场的有限元仿真研究 |
| 1.2.3 温度场研究现状总结分析 |
| 1.3 切削温度测量国内外研究现状 |
| 1.3.1 切削温度的热电偶测量方法 |
| 1.3.2 切削温度的其他测量方法 |
| 1.4 刀具温度场测量研究现状评述 |
| 1.5 本文研究来源及主要研究内容 |
| 第2章 高速立铣切削刀具温度场建模与仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 构建高速立铣刀三维实体模型 |
| 2.3 构建高速立铣刀温度场数学模型 |
| 2.3.1 立铣刀侧刃切削温度场建模 |
| 2.3.2 立铣刀横刃切削温度场建模 |
| 2.3.3 确定逆铣的积分限 |
| 2.4 高速内冷立铣刀温度场有限元仿真 |
| 2.4.1 高速铣削热分析基础 |
| 2.4.2 高速立铣刀高速切削温度场仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高速立铣切削刀具实时温度测量关键技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高速立铣切削刀具实时温度测量总体方案 |
| 3.2.1 被测对象特点 |
| 3.2.2 测温系统总体方案 |
| 3.3 热电偶安装技术 |
| 3.3.1 热电偶与刀具关系 |
| 3.3.2 电容焊机的研制 |
| 3.3.3 传感器、刀具、下位机与刀柄装配 |
| 3.4 高速采样技术 |
| 3.4.1 高速并行采样技术的必要性 |
| 3.4.2 时间交替采样原理 |
| 3.4.3 时间交替采样误差估计 |
| 3.4.4 模拟数字转换方案 |
| 3.5 高速无线数据传输技术 |
| 3.5.1 UDP协议基础 |
| 3.5.2 改进的UDP协议方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高速立铣切削刀具实时温度测量系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统硬件设计 |
| 4.2.1 系统硬件总体设计 |
| 4.2.2 温度检测单元设计 |
| 4.2.3 高速数据采样模拟数字转换环节设计 |
| 4.2.4 高速无线传输环节设计 |
| 4.2.5 冷端补偿 |
| 4.2.6 供电模块 |
| 4.3 系统软件设计 |
| 4.3.1 上位机软件设计 |
| 4.3.2 下位机软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高速立铣切削刀具实时在线温度测量系统特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统模型 |
| 5.3 特性分析 |
| 5.3.1 静态特性分析 |
| 5.3.2 动态特性分析 |
| 5.4 多普勒效应的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 测温系统实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 无线传输测试实验 |
| 6.3 静态标定实验 |
| 6.3.1 标定实验平台搭建及实验数据获取 |
| 6.3.2 系统静态误差 |
| 6.3.3 系统不确定度的进一步分析 |
| 6.4 高速铣削切削温度测量实验 |
| 6.5 温度测试结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）瞬态切削用NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 切削热和切削温度的产生与传出原理 |
| 1.1.2 切削温度的主要影响因素 |
| 1.1.3 切削温度的主要研究方法 |
| 1.2 切削温度测量技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 自然热电偶法 |
| 1.2.2 人工热电偶法 |
| 1.2.3 半人工热电偶法 |
| 1.2.4 红外辐射测温法 |
| 1.2.5 固态图像传感器法 |
| 1.2.6 薄膜热电偶法 |
| 1.2.7 切削温度测量的其它方法 |
| 1.3 薄膜热电偶的发展及其应用 |
| 1.3.1 片状薄膜热电偶 |
| 1.3.2 针状薄膜热电偶 |
| 1.3.3 嵌入式薄膜热电偶 |
| 1.3.4 微型薄膜热电偶 |
| 1.4 开展本课题研究的目的和意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 薄膜热电偶的热电转换机理 |
| 2.1 薄膜电导和热导的概念 |
| 2.1.1 块体金属材料的电导和热导 |
| 2.1.2 非金属的热导 |
| 2.1.3 薄膜的电导与热导关系 |
| 2.2 薄膜的电学性质与电子输运理论 |
| 2.2.1 玻尔兹曼经典统计与费密-狄拉克函数 |
| 2.2.2 薄膜的电学性质与电子输运理论 |
| 2.2.3 连续薄膜电导率的计算 |
| 2.3 薄膜热电偶的热电势率 |
| 2.3.1 塞贝克效应 |
| 2.3.2 绝对热电势率 |
| 2.3.3 扩散热电势率 |
| 2.3.4 薄膜热电偶的热电势率 |
| 2.4 薄膜的性质及选择原则 |
| 2.4.1 金属薄膜的性质及选择原则 |
| 2.4.2 介质薄膜的性质及选择原则 |
| 2.4.3 薄膜热电偶的选择原则 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 薄膜热电偶中薄膜的制备及其性能表征 |
| 3.1 MW-ECR等离子体增强非平衡磁控溅射技术 |
| 3.1.1 薄膜制备技术概述 |
| 3.1.2 MW-ECR等离子体增强非平衡磁控溅射工作原理 |
| 3.2 SiO_2绝缘薄膜的制备及其性能分析 |
| 3.2.1 SiO_2绝缘薄膜制备过程与工艺条件 |
| 3.2.2 SiO_2绝缘薄膜表征与性能分析 |
| 3.2.3 SiO_2薄膜沉积中需注意的问题 |
| 3.3 SiO_2绝缘薄膜热导率的测试 |
| 3.3.1 导热物性参数的研究方法 |
| 3.3.2 瞬态热反射测试的原理及装置 |
| 3.3.3 SiO_2薄膜热导率测试参数及测试结构模型 |
| 3.3.4 SiO_2薄膜热导率测试的热传导模型与试验过程 |
| 3.3.5 SiO_2薄膜热导率测试结果与分析 |
| 3.4 NiCr/NiSi薄膜的制备及性能分析 |
| 3.4.1 NiCr/NiSi薄膜的制作流程 |
| 3.4.2 NiCr/NiSi掩模设计与制备 |
| 3.4.3 NiCr/NiSi热电偶薄膜表征与分析 |
| 3.4.4 NiCr/NiSi薄膜整体结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 NiCr/NiSi薄膜热电偶切削测温刀具研制 |
| 4.1 NiCr/NiSi薄膜热电偶的切削测温刀具研制 |
| 4.1.1 分刀片式切削测温刀具的研制 |
| 4.1.2 整体式切削测温刀具的研制 |
| 4.1.3 嵌入式切削测温刀具的研制 |
| 4.2 测温刀具中NiCr/NiSi薄膜热电偶的标定 |
| 4.2.1 薄膜热电偶自动标定系统 |
| 4.2.2 NiCr/NiSi薄膜热电偶的标定 |
| 4.2.3 NiCr/NiSi薄膜热电偶的标定结果 |
| 4.3 NiCr/NiSi薄膜热电偶动态性能的研究 |
| 4.3.1 薄膜热电偶动态特性研究的方法及研究现状 |
| 4.3.2 NiCr/NiSi薄膜热电偶动态响应时间的测试 |
| 4.3.3 不同采样频率下NiCr/NiSi薄膜热电偶动态响应时间的测量 |
| 4.4 NiCr/NiSi薄膜热电偶模拟磨损性能研究 |
| 4.4.1 模拟薄膜磨损过程的系列薄膜热电偶制作 |
| 4.4.2 磨损对NiCr/NiSi薄膜热电偶塞贝克系数的影响 |
| 4.4.3 磨损对NiCr/NiSi薄膜热电偶动态响应时间的影响 |
| 4.5 NiCr/NiSi薄膜热电偶动态性能分析 |
| 4.5.1 薄膜热电偶动态性能理论分析 |
| 4.5.2 薄膜热电偶动态响应时间的理论及测量结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 瞬态切削测温刀具切削试验 |
| 5.1 瞬态切削测温刀具的组装 |
| 5.1.1 瞬态切削测温刀具的封装 |
| 5.1.2 瞬态切削测温刀具的安装 |
| 5.2 铝合金材料切削试验 |
| 5.2.1 切削系统与试验条件 |
| 5.2.2 切削试验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 攻读博士学位期间申请发明专利情况 |
| 攻读博士学位期间完成与本论文相关的科研课题情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、一种新型快速响应半人工热电偶（论文参考文献）
- [1]高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究[D]. 薛生俊. 大连交通大学, 2020(06)
- [2]牛皮质骨组织的球头磨削力和磨削热建模及实验研究[D]. 邹磊. 浙江工业大学, 2020
- [3]基于嵌入薄膜热电偶刀具的无线测温系统技术研究[D]. 陈保良. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [4]单晶锗微细切削加工温度场研究[D]. 李金乐. 昆明理工大学, 2020(04)
- [5]嵌入薄膜热电偶的铣削测温刀具研究[D]. 刘秋雨. 大连交通大学, 2019(08)
- [6]基于薄膜热电偶的铣削温度测试技术研究[D]. 刘义. 大连交通大学, 2018(04)
- [7]钛合金铣削温度预测与实验研究[D]. 刘具龙. 大连理工大学, 2018(02)
- [8]刀具嵌入薄膜热电偶测量切削温度技术研究[D]. 张勇. 中北大学, 2018(10)
- [9]高速立铣切削刀具温度场建模与实时在线温度测量技术研究[D]. 王震宇. 哈尔滨理工大学, 2015(06)
- [10]瞬态切削用NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具研究[D]. 崔云先. 大连理工大学, 2011(05)