發(fā)布時間：2020-09-28 08:29

　　 離散元法(DEM)可有效分析滾磨光整加工工藝過程,滾拋磨塊作為主要加工介質(zhì),其接觸參數(shù)對分析結(jié)果有很大影響。不同的滾拋磨塊具有不同的表面質(zhì)量,故需根據(jù)具體情況進(jìn)行標(biāo)定。針對滾拋磨塊接觸參數(shù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、有效化標(biāo)定方法的現(xiàn)狀,將滾拋磨塊休止角作為評價指標(biāo),使用離散元法和圖像處理分析手段,對滾拋磨塊接觸參數(shù)標(biāo)定方法進(jìn)行系統(tǒng)性研究,獲得了一種滾拋磨塊接觸參數(shù)的標(biāo)定方法與預(yù)測手段,為滾磨光整加工工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:1、為了揭示滾拋磨塊參數(shù)標(biāo)定的必要性以及滾拋磨塊參數(shù)對滾磨光整加工的影響,基于離散元軟件EDEM,分別以加工過程中滾拋磨塊的平均速度、平均能量、平均接觸力作為評價指標(biāo),分析滾拋磨塊9項參數(shù)對滾磨光整加工的影響,篩選出對各項評價指標(biāo)影響顯著的參數(shù),并得出顯著性參數(shù)與滾拋磨塊在加工過程中的運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系,推導(dǎo)出方程。2、以滾拋磨塊休止角為標(biāo)準(zhǔn),通過對比分析使用注入法模型、排出法模型、滾轉(zhuǎn)法模型及瀉落法模型進(jìn)行滾拋磨塊接觸參數(shù)標(biāo)定的可行性,得出:使用瀉落法模型進(jìn)行滾拋磨塊的參數(shù)標(biāo)定最為簡單有效,為標(biāo)定滾拋磨塊接觸參數(shù)選擇出了合適的堆積方式。3、針對使用傳統(tǒng)接觸式測量方法測量滾拋磨塊休止角存在的問題與缺陷,提出使用圖像分析手段進(jìn)行滾拋磨塊休止角的測量。研究使用圖像分析手段測量滾拋磨塊休止角的具體過程,并降低了測量過程中圖像畸變的影響,成功將圖像分析法引入滾拋磨塊休止角測量領(lǐng)域,為滾拋磨塊休止角的測量及滾拋磨塊接觸參數(shù)標(biāo)定的自動化奠定了基礎(chǔ)。4、采用瀉落試驗結(jié)合圖像分析法獲得球形滾拋磨塊的休止角,將球形滾拋磨塊的休止角作為評價指標(biāo),首先使用Plackett-Burman試驗法對滾拋磨塊堆積過程中涉及的參數(shù)進(jìn)行分析,篩選出對滾拋磨塊休止角有顯著影響的3項接觸參數(shù),然后利用最陡爬坡試驗法使球形滾拋磨塊的接觸參數(shù)趨近于真實參數(shù),最后使用Box-Behnken試驗法對其具體參數(shù)值進(jìn)行標(biāo)定,最終得出球形滾拋磨塊的具體接觸參數(shù)值并推導(dǎo)出球形滾拋磨塊接觸參數(shù)與球形滾拋磨塊休止角之間的關(guān)系。使用標(biāo)定后的參數(shù)進(jìn)行仿真試驗,仿真結(jié)果與真實試驗結(jié)果的相對誤差為0.56%,表明使用該方法標(biāo)定球形滾拋磨塊在離散元模擬中的接觸參數(shù)是有效的。本文使用離散元法手段,首先研究了滾拋磨塊參數(shù)對滾磨光整加工過程的影響,驗證了滾拋磨塊參數(shù)標(biāo)定的必要性,其次通過對比分析選取出適合進(jìn)行滾拋磨塊接觸參數(shù)標(biāo)定的堆積方式,同時也將圖像分析法引入滾拋磨塊休止角測量領(lǐng)域,最后使用得出的接觸參數(shù)標(biāo)定方法對球形滾拋磨塊的具體接觸參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,驗證了標(biāo)定方法的正確性,系統(tǒng)性的研究了滾拋磨塊的接觸參數(shù)標(biāo)定過程,提高了使用離散元法研究滾磨光整加工過程的準(zhǔn)確性,為滾磨光整加工工藝參數(shù)優(yōu)化與設(shè)計提供了保證。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG74
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 滾磨光整加工技術(shù)
        1.2.1 滾磨光整加工技術(shù)的含義
        1.2.2 滾磨光整加工的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 滾磨光整加工的發(fā)展趨勢
    1.3 離散元參數(shù)標(biāo)定
        1.3.1 離散元參數(shù)標(biāo)定
        1.3.2 離散元參數(shù)標(biāo)定的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的研究背景及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題的研究背景
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 滾拋磨塊參數(shù)對滾磨光整加工的影響
    2.1 離散元仿真設(shè)置
        2.1.1 幾何模型
        2.1.2 仿真參數(shù)及其設(shè)置
    2.2 Plackett-Burman試驗
        2.2.1 Plackett-Burman試驗設(shè)計及結(jié)果
        2.2.2 影響滾拋磨塊平均速度的滾拋磨塊參數(shù)
        2.2.3 影響滾拋磨塊平均能量的滾拋磨塊參數(shù)
        2.2.4 影響滾拋磨塊平均接觸力的滾拋磨塊參數(shù)
    2.3 滾拋磨塊參數(shù)與仿真結(jié)果的關(guān)系
        2.3.1 滾拋磨塊參數(shù)與平均速度的關(guān)系
        2.3.2 滾拋磨塊參數(shù)與平均能量的關(guān)系
        2.3.3 滾拋磨塊參數(shù)與平均接觸力的關(guān)系
    2.4 本章小結(jié)
第三章 滾拋磨塊休止角獲取方法的選擇
    3.1 滾拋磨塊休止角
        3.1.1 滾拋磨塊休止角簡述
        3.1.2 滾拋磨塊的堆積方式
    3.2 堆積過程中涉及的滾拋磨塊參數(shù)
        3.2.1 離散元法的接觸模型
        3.2.2 滾拋磨塊參數(shù)
    3.3 兩種堆積方式的適用性研究
        3.3.1 注入法模型
        3.3.2 瀉落法模型
        3.3.3 注入法模型與瀉落法模型對比
    3.4 本章小結(jié)
第四章 滾拋磨塊休止角的圖像分析測量
    4.1 圖像分析法簡述
    4.2 圖像畸變校正
        4.2.1 相機(jī)成像模型
        4.2.2 圖像畸變
        4.2.3 圖像畸變校正
    4.3 圖像分析法測量滾拋磨塊休止角
        4.3.1 圖像預(yù)處理
        4.3.2 圖像特征提取
        4.3.3 特征分析及圖像分析法的有效性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 球形滾拋磨塊的參數(shù)標(biāo)定
    5.1 滾拋磨塊的接觸參數(shù)標(biāo)定
    5.2 堆積試驗
    5.3 仿真試驗與準(zhǔn)備
        5.3.1 仿真試驗過程
        5.3.2 最陡爬坡試驗
    5.4 滾拋磨塊的參數(shù)標(biāo)定
        5.4.1 響應(yīng)曲面法
        5.4.2 響應(yīng)曲面試驗
        5.4.3 滾拋磨塊的參數(shù)標(biāo)定
        5.4.4 驗證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陸江祥;自行車車圈的自動拋磨[J];電鍍與涂飾;1994年01期

2 申正強(qiáng);胡松林;廖伯倫;;鑄鐵石墨試片的拋磨[J];物理測試;1988年04期

3 許雄超;王世旺;;基于陶瓷拋光機(jī)拋磨運(yùn)動建模及試驗研究[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2008年09期

4 季明浩;王慶明;;高精細(xì)拋磨工藝研究[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2007年01期

5 宮成勝,石成剛,劉鋒,劉鑫,任武;陶瓷涂層螺桿拋磨裝置及工藝研究[J];石油機(jī)械;2005年06期

6 郭燕瑩,王建軍,楊勝強(qiáng);光整技術(shù)新工藝——離心式拋磨加工[J];儀表技術(shù)與傳感器;1992年04期

7 黃婷;許輝;樊成;孫立寧;陳國棟;;葉片復(fù)雜曲面的機(jī)器人拋磨工藝規(guī)劃[J];光學(xué)精密工程;2018年01期

8 趙旭東;楊勝強(qiáng);李秀紅;李文輝;李永剛;;聚氨酯基材的滾拋磨塊制備及滾磨工藝評價[J];聚氨酯工業(yè);2017年04期

9 何小莉;陳哲;余健輝;曾應(yīng)新;羅云瀚;張軍;唐潔媛;衛(wèi)青松;謝俊辛;黃華才;;側(cè)邊拋磨光子晶體光纖傳輸特性理論分析[J];光學(xué)學(xué)報;2014年03期

10 張明德;王加林;;航發(fā)葉片7軸聯(lián)動數(shù)控砂帶拋磨編程技術(shù)[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2015年12期

相關(guān)會議論文 前7條

1 曾應(yīng)新;陳哲;江沛凡;李豐麗;;側(cè)邊拋磨光纖波導(dǎo)的傳輸特性的仿真分析[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

2 羅進(jìn)生;李風(fēng);劉小寧;張永俊;;數(shù)控機(jī)械電解拋磨曲面的運(yùn)動仿真和實驗研究[A];2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

3 羅進(jìn)生;李風(fēng);劉小寧;張永俊;;數(shù)控機(jī)械電解拋磨曲面的運(yùn)動仿真和實驗研究[A];特種加工技術(shù)——2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

4 陳哲;李豐麗;鐘金鋼;江沛凡;曾應(yīng)新;劉林和;;側(cè)邊拋磨光纖及其應(yīng)用[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

5 王閔;代吉祥;楊明紅;;側(cè)邊拋磨光子晶體光纖的光學(xué)特性研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

6 張美;代吉祥;楊明紅;周樹民;周培;;基于表面等離子體共振的鈀膜氫氣傳感器的研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

7 尹丹;楊明紅;代吉祥;李小兵;劉宏亮;唐潔媛;陳哲;;側(cè)邊拋磨光纖Bragg光柵傳輸特性研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 趙靜;基于側(cè)邊拋磨光纖的表面等離子體共振折射率傳感器[D];深圳大學(xué);2016年

2 楊旭;新型葉片混聯(lián)拋磨機(jī)床及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2010年

3 黃婷;基于被動柔順控制的機(jī)器人拋磨方法研究[D];蘇州大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郝志明;用于離散元模擬的滾拋磨塊接觸參數(shù)標(biāo)定研究[D];太原理工大學(xué);2018年

2 趙旭東;天然橡膠/聚氨酯橡膠基材滾拋磨塊制備及其性能研究[D];太原理工大學(xué);2017年

3 張亞運(yùn);鉆石拋磨尋優(yōu)算法研究及其在自動拋磨機(jī)械手中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2017年

4 張亞勛;光纖側(cè)面拋磨關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 張美芹;基于錯位熔接及側(cè)邊拋磨的新型光纖傳感器技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2018年

6 白春河;側(cè)邊拋磨光纖傳輸特性的實驗研究[D];蘭州大學(xué);2012年

7 李同占;葉片雙面拋磨設(shè)備研發(fā)[D];吉林大學(xué);2011年

8 馮志博;中小口徑不銹鋼圓管內(nèi)表面拋磨技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2017年

9 譚緒祥;光纖側(cè)面拋磨/拉錐系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];中北大學(xué);2016年

10 李振國;基于柔順控制的復(fù)雜曲面機(jī)器人自動拋磨技術(shù)研究[D];沈陽理工大學(xué);2017年

本文編號：2828572