工程陶瓷材料以其高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐化学腐蚀以及与钢材料相比的低密度和增韧改性等优良性能,在航空、航天、军事、汽车、运输、民用甚至电子产品等重要领域得到广泛的应用。目前,工程陶瓷材料主要是采用超硬精细磨料来对其进行精密的磨削加工。由于其硬脆特性,磨削加工时易产生裂纹、凹坑和损伤层等加工表面/亚表面损伤,造成零部件使用性能和使用寿命的下降。因此,本文以氧化锆陶瓷为研究对象,开展氧化锆陶瓷动态力学性能研究。结合氧化锆陶瓷动态力学性能,综合考虑力热耦合效应进行磨削仿真,分析力热耦合作用对磨削损伤的影响以及工艺参数对磨削损伤的影响规律。通过实验验证仿真结果,并研究氧化锆陶瓷精密磨削去除机理和损伤机理,为提高磨削加工质量提供指导。本文具体研究工作内容包括:首先,基于SHPB原理和脆性材料特性改进实验装置,开展氧化锆陶瓷动态力学性能研究,分析一维冲击载荷下氧化锆陶瓷的力学性能。基于损伤力学基本理论并结合弹脆性损伤模型对损伤变量进行定义,建立一维冲击载荷下氧化锆陶瓷弹脆性损伤本构模型,并根据SHPB实验结果确定弹脆性损伤本构关系。其次,基于砂轮表面形貌检测,采用与实际磨粒相似的截角八面体来模拟磨粒的形状,建立磨粒位置与姿态都随机分布的局部砂轮仿真模型。结合氧化锆陶瓷的动态力学性能和真实应力应变曲线,自定义工件材料本构模型。综合考虑磨削加工中的力热耦合效应进行仿真,模拟力热耦合作用下氧化锆陶瓷精密磨削过程,研究工艺参数对磨削损伤的影响规律。通过对比单一力作用下的损伤深度和力热耦合作用下的损伤深度,探讨力和温度的耦合效应对磨削损伤的影响。最后,开展平面磨削实验和损伤检测实验,对磨削力、磨削温度、工件表面形貌和工件亚表面损伤深度进行检测和分析,并把实验结果与仿真结果进行对比,验证仿真的正确性。基于工件表面形貌和工件亚表面损伤检测,分析氧化锆陶瓷材料的去除机理和损伤机理。