本文關(guān)鍵詞：高速微切削測力平臺的設(shè)計與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速微切削技術(shù)隨著時代的潮流崛起,被廣泛的投入現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,高速微切削力的測量準(zhǔn)確性為是后續(xù)研究高速微切削技術(shù)的基礎(chǔ),設(shè)計出新型結(jié)構(gòu)測力平臺滿足高速微切削條件下測力極其重要。一般對測力平臺設(shè)計憑借經(jīng)驗和沒有試驗驗證其結(jié)構(gòu)是否達(dá)到設(shè)計目標(biāo),本文通過采用多目標(biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法,致力于設(shè)計出的測力平臺,設(shè)計域內(nèi)應(yīng)力集中,自身固有頻率高,向間干擾小,可以進(jìn)行切削測力測量。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)高速微切削測力平臺總體方案的設(shè)計及采用設(shè)計方法的確定。通過高速微切削下切削力和振動頻率的測量,確定測力平臺在高速微切削環(huán)境下達(dá)到的設(shè)計目標(biāo)。研究結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,選取其中拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化方法對測力平臺核心部分彈性體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,確定一套測力平臺設(shè)計及驗證方案。(2)通過對不同形狀等邊殼體進(jìn)行固有頻率理論計算和有限元計算對比,驗證對比得出其圓環(huán)殼體的固有頻率最優(yōu),確定測力平臺彈性體初始形狀。然后進(jìn)行多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化得到新型彈性體結(jié)構(gòu)。新型結(jié)構(gòu)彈性體最后進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析驗證確定設(shè)計出彈性體結(jié)構(gòu)貼片位置應(yīng)力集中,向間干擾計算得出滿足干擾率小于10%設(shè)計目標(biāo)。最終優(yōu)化后彈性體添加上、下平臺確定測力平臺形狀結(jié)構(gòu)。(3)采用錘擊法對制作好的測力平臺進(jìn)行模態(tài)分析試驗,測量得到其模態(tài)的固有頻率值大于3000Hz,然后與進(jìn)行數(shù)學(xué)模型模態(tài)有限元分析得出結(jié)果對比,驗證試驗的準(zhǔn)確性。(4)進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定計算出所受載荷與輸出電壓的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)新型測力平臺具有良好的線性度,驗證測力平臺具有良好的線性,通過數(shù)據(jù)計算出向間干擾,其干擾率小于10%,說明其測力平臺具有解耦功能。最后通過測力平臺與其它硬件和采集軟件組成完整切削力采集系統(tǒng)在高速微切削環(huán)境下進(jìn)行切削力的測量,測量結(jié)果曲線光滑、連續(xù),驗證了設(shè)計出的測力平臺滿足高速微切削環(huán)境,達(dá)到其預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：高速微切削 測力平臺 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 固有頻率 應(yīng)力/應(yīng)變
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG506.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 課題內(nèi)容相關(guān)的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 高速微切削的概述15-16
• 1.2.2 測力平臺的分類及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 應(yīng)變式測力平臺彈性體的研究現(xiàn)狀及相應(yīng)問題18-19
• 1.2.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 高速微切削測力平臺的設(shè)計研究22-31
• 2.1 高速微切削應(yīng)變式測力平臺的介紹22-23
• 2.1.1 應(yīng)變式測力平臺工作原理22
• 2.1.2 應(yīng)變式測力平臺的彈性體22-23
• 2.2 高速微切削測試驗及測力平臺的設(shè)計原則23-27
• 2.2.1 高速微切削下切削力的測量24-25
• 2.2.2 高速微切削振動頻率的測量25-26
• 2.2.3 高速微切削測力平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)26-27
• 2.3 高速微切削測力平臺設(shè)計的總體方案27-30
• 2.3.1 高速微切削測力平臺設(shè)計方法確定27-30
• 2.3.2 高速微切削測力平臺的設(shè)計方案框圖30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 高速微切削測力平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計31-61
• 3.1 高速微切削測力平臺彈性體初始形狀確定31-41
• 3.1.1 多邊形彈性體的固有頻率理論值計算31-35
• 3.1.2 多邊形彈性體的固有頻率有限元分析計算35-40
• 3.1.3 理論計算值與有限元分析值的對比分析40-41
• 3.2 高速微切削測力平臺彈性體初始三維模型建立41-42
• 3.3 高速微切削測力平臺設(shè)計區(qū)域與應(yīng)變分量選取42-44
• 3.3.1 彈性體設(shè)計區(qū)域選擇42-44
• 3.3.2 應(yīng)變分量選取44
• 3.4 高速微切削測力平臺設(shè)計區(qū)域與應(yīng)變分量選取44-54
• 3.4.1 應(yīng)力插值法44-46
• 3.4.2 目標(biāo)函數(shù)建立46-48
• 3.4.3 敏度的推導(dǎo)48-50
• 3.4.4 彈性體的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果50-54
• 3.4.5 彈性體初始結(jié)構(gòu)的定型54
• 3.5 高速微切削測力平臺彈性體的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計54-57
• 3.5.1 形狀尺寸選擇54-55
• 3.5.2 尺寸優(yōu)化55-57
• 3.6 高速微切削測力平臺優(yōu)化結(jié)構(gòu)的驗證分析57-60
• 3.6.1 有限元應(yīng)變分析和向間干擾計算57-59
• 3.6.2 維間耦合59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-61
• 第4章 高速微切削測力平臺的模態(tài)分析試驗與研究61-78
• 4.1 模態(tài)試驗的方法和設(shè)備61-66
• 4.1.1 錘擊法61-62
• 4.1.2 試驗設(shè)備和軟件62-65
• 4.1.3 試驗?zāi)康暮蛢?nèi)容及注意事項65-66
• 4.2 測力平臺的模態(tài)試驗66-74
• 4.2.1 模態(tài)分析的對象66-67
• 4.2.2 試驗?zāi)Ｐ偷娜S建模67
• 4.2.3 試驗?zāi)Ｐ偷臏y量點布置67-68
• 4.2.4 模態(tài)試驗數(shù)據(jù)采集和處理68-74
• 4.3 高速微切削測力平臺的有限元模態(tài)分析及驗證74-76
• 4.3.1 有限元模態(tài)分析74-75
• 4.3.2 試驗與有限元分析結(jié)果對比研究75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第5章 高速微切削測力平臺的靜態(tài)標(biāo)定及切削試驗78-89
• 5.1 高速微切削測力平臺的靜態(tài)標(biāo)定試驗78-83
• 5.1.1 測力平臺Z方向的標(biāo)定78-80
• 5.1.2 測力平臺X方向的標(biāo)定80-81
• 5.1.3 測力平臺Y方向的標(biāo)定81-82
• 5.1.4 測力平臺的向間干擾82-83
• 5.1.5 試驗結(jié)果分析83
• 5.2 測力平臺的切削試驗83-88
• 5.2.1 高速微切削測力系統(tǒng)布局83-84
• 5.2.2 測力系統(tǒng)的硬件部分84-86
• 5.2.3 測力系統(tǒng)的軟件部分86
• 5.2.4 試驗結(jié)果86-88
• 5.3 本章小結(jié)88-89
• 總結(jié)與展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得研究成果94-95
• 致謝95

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本文編號：262883