發(fā)布時(shí)間：2017-03-26 22:12

  本文關(guān)鍵詞：離心式滾磨光整加工的離散元法模擬過程優(yōu)化及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心式滾磨光整加工技術(shù),作為零件表面光整加工技術(shù)的重要加工類型之一,在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。基于離心式滾磨光整加工中磨料顆粒運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性,導(dǎo)致了工藝參數(shù)確定上的困難,大大限制了其在高端市場(chǎng)中的應(yīng)用。本論文應(yīng)用離散元模擬的方法,對(duì)離心式滾磨光整加工中的磨料顆粒進(jìn)行了參數(shù)化和定量化分析,希望能夠幫助解決其在工藝參數(shù)確定上的相關(guān)難題。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1、通過分析離心式滾磨光整加工時(shí)滾筒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定出滾筒內(nèi)任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),并將磨料顆�？醋饕粋�(gè)整體,對(duì)其在光整加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析,得到了磨料顆粒在滾筒內(nèi)形成“強(qiáng)制流動(dòng)層”的原因。2、為保證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)用離散元的參數(shù)標(biāo)定方法,以磨料顆粒的堆積角作為標(biāo)定對(duì)象,考慮到參數(shù)之間的交互作用,提出應(yīng)用帶有交互作用的正交試驗(yàn)法對(duì)摩擦系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,最終得到能夠真實(shí)再現(xiàn)磨料顆粒堆積角的摩擦系數(shù)組合。3、在進(jìn)行離心式滾磨光整加工過程的模擬時(shí),大量存在的磨料顆粒常常導(dǎo)致模擬的計(jì)算速度過慢。對(duì)比分析了現(xiàn)有的三種提高離散元模擬速度的方法,提出通過適當(dāng)增加離散元模擬時(shí)間步長(zhǎng)的方法,既能夠保證離散元模擬結(jié)果準(zhǔn)確性,又能夠有效提高離散元模擬計(jì)算速度。4、通過應(yīng)用離散元模擬的方法對(duì)離心式滾磨光整加工過程進(jìn)行了分析,并將磨料顆粒在豎直面和水平面上的運(yùn)動(dòng)與理論分析結(jié)果互相印證;在對(duì)磨料顆粒在水平方向上繞重心的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析中得到,磨料顆粒在滾筒內(nèi)滿足“麥克斯韋速度分布律”,不同時(shí)刻滾筒內(nèi)不同速度范圍的磨料顆粒所占顆粒總數(shù)的百分比幾乎不變;以磨料顆粒在滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的劇烈程度為優(yōu)化對(duì)象,確定出滾筒在給定參數(shù)下的臨界傳動(dòng)比。5、探索了在立式離心式滾磨光整加工過程中,不同形狀的磨料顆粒與工件之間發(fā)生的分層現(xiàn)象,即散體力學(xué)中的“巴西果效應(yīng)”和“反巴西果效應(yīng)”。本文利用離散元法從多個(gè)方面對(duì)離心式滾磨光整加工過程中的磨料顆粒進(jìn)行了參數(shù)化和定量化分析。研究結(jié)果一方面完善了離心式滾磨光整加工在離散元法分析上的相關(guān)理論方法;另一方面通過對(duì)設(shè)備定型前大量模擬實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行的優(yōu)化,縮短了新設(shè)備、新產(chǎn)品的研發(fā)周期,對(duì)離心式滾磨光整加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及應(yīng)用具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：離心式滾磨光整加工 離散元法 運(yùn)動(dòng)機(jī)理 參數(shù)標(biāo)定 分布特征
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 滾磨光整加工技術(shù)綜述12-19
• 1.2.1 滾磨光整加工技術(shù)的含義12-13
• 1.2.2 滾磨光整加工的工藝參數(shù)13-15
• 1.2.3 滾磨光整加工的應(yīng)用領(lǐng)域及零件特征15-17
• 1.2.4 滾磨光整加工的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)17-19
• 1.3 離散元法綜述19-23
• 1.3.1 離散元法的定義19-20
• 1.3.2 離散元法的接觸模型20-22
• 1.3.3 離散元法的應(yīng)用現(xiàn)狀22-23
• 1.4 課題的研究背景及主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.4.1 課題的研究背景23-24
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.5 本章小結(jié)25-26
• 第二章 離心式滾磨光整加工的磨料顆粒運(yùn)動(dòng)機(jī)理26-38
• 2.1 離心式滾磨光整加工原理26-27
• 2.2 滾筒的運(yùn)動(dòng)分析27-31
• 2.3 磨料顆粒的運(yùn)動(dòng)機(jī)理31-36
• 2.3.1 基本假設(shè)32-33
• 2.3.2 磨料顆粒的運(yùn)動(dòng)特征33-35
• 2.3.3 傳動(dòng)比的優(yōu)化35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 磨料顆粒的離散元參數(shù)標(biāo)定38-52
• 3.1 散體的定義及其特性38-40
• 3.1.1 散體的定義38-39
• 3.1.2 磨料顆粒的特性39-40
• 3.2 磨料顆粒密度的測(cè)定40-41
• 3.3 離散元法的參數(shù)標(biāo)定41-45
• 3.3.1 方法簡(jiǎn)介41-42
• 3.3.2 堆積角的理論分析42-44
• 3.3.3 正交試驗(yàn)法44-45
• 3.4 磨料顆粒摩擦系數(shù)的標(biāo)定45-49
• 3.4.1 模擬參數(shù)設(shè)置45-46
• 3.4.2 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)置46-47
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-52
• 第四章 離散元法的模擬速度優(yōu)化分析52-64
• 4.1 滾磨光整加工的特征52-53
• 4.2 離散元法的時(shí)間步長(zhǎng)分析53-54
• 4.2.1 離散元法的基本假設(shè)53
• 4.2.2 離散元法的時(shí)間步長(zhǎng)53-54
• 4.3 模擬速度優(yōu)化對(duì)比分析54-59
• 4.3.1 并行處理54-55
• 4.3.2 降低剪切模量55-57
• 4.3.3 放大粒徑57-59
• 4.4 增加時(shí)間步長(zhǎng)59-62
• 4.4.1 模擬參數(shù)設(shè)置59
• 4.4.2 模擬結(jié)果及數(shù)據(jù)分析59-61
• 4.4.3 方法評(píng)價(jià)61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第五章 磨料顆粒分布特征的離散元法模擬及分析64-72
• 5.1 離散元模擬參數(shù)設(shè)置64-65
• 5.2 磨料顆粒的分布特征分析65-68
• 5.2.1 磨料顆粒在豎直方向的分布65-66
• 5.2.2 磨料顆粒在水平方向的分布66-68
• 5.3 傳動(dòng)比的模擬與優(yōu)化68-69
• 5.4 傳動(dòng)比的驗(yàn)證與分析69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 離心式滾磨光整加工中磨料顆粒的巴西果效應(yīng)72-82
• 6.1 巴西果效應(yīng)簡(jiǎn)介72-74
• 6.2 模擬參數(shù)設(shè)置74-77
• 6.2.1 磨料顆粒模型的建立74-76
• 6.2.2 工件模型的建立76-77
• 6.2.3 設(shè)備及加工參數(shù)設(shè)置77
• 6.3 模擬結(jié)果及分析77-80
• 6.4 本章小結(jié)80-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-86
• 7.1 全文總結(jié)82-83
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)83
• 7.3 研究工作展望83-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果94-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目96

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