針對目前微織構(gòu)加工中存在的加工精度低、加工周期長等問題,本文以仿生微織構(gòu)中典型的凹坑狀織構(gòu)和溝槽狀織構(gòu)為研究對象,設(shè)計了一種基于橢圓振動輔助切削技術(shù)的微織構(gòu)加工軌跡規(guī)劃方法,對仿生微織構(gòu)的數(shù)字化建模、回轉(zhuǎn)類基準(zhǔn)面上微織構(gòu)加工軌跡補(bǔ)償和形貌仿真、微織構(gòu)加工過程的有限元仿真和橢圓振動輔助切削微織構(gòu)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下所示:（1）構(gòu)建了仿生微織構(gòu)的數(shù)字化模型。以蜣螂頭部和背部大量存在的凹坑型結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),建立了呈直線、折線兩種不同分布方式的凹坑狀織構(gòu)的數(shù)學(xué)模型;對鯊魚皮表面盾鱗結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)分析和減阻特性驗(yàn)證,并采用最小二乘法對溝槽進(jìn)行函數(shù)擬合及數(shù)學(xué)分析,建立了溝槽狀織構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。（2）研究并設(shè)計了一種基于橢圓振動輔助切削加工微織構(gòu)的軌跡規(guī)劃方法。通過對回轉(zhuǎn)類基準(zhǔn)曲面上刀觸點(diǎn)投影時的等角度特性和共振式橢圓振動裝置共振頻率恒定特征建立聯(lián)系,設(shè)計了回轉(zhuǎn)曲面上橢圓振動切削加工微織構(gòu)的軌跡規(guī)劃方法,并通過軌跡補(bǔ)償提高了微織構(gòu)的加工精度,最后建立橢圓振動輔助切削微織構(gòu)形貌仿真系統(tǒng),對微織構(gòu)的加工軌跡進(jìn)行驗(yàn)證,并分析了加工參數(shù)對微織構(gòu)形貌的影響。（3）對微織構(gòu)加工過程進(jìn)行有限元仿真... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

表面微織構(gòu)的形態(tài)

作用[40]，如圖1.4所示。并且橢圓振動切削形成的切屑呈短碎狀，如圖1.5所示。1995年，MoriwakiT & Shamoto[41]首先根據(jù)橢圓振動切削原理，研制出了二維共振型的橢圓振動輔助切削裝置，通過對裝置上的兩組對稱分布的壓電陶瓷片施加額定頻率和相位差的激勵信號產(chǎn)生激勵位移，并通過變幅桿或柔性鉸鏈的放大作用實(shí)現(xiàn)刀具的高頻橢圓運(yùn)動。刀具工 件刀具軌跡tFcFRF刀具工 件切 屑刀具軌跡（a）普通切削刀 具工 件切屑tFcFRF刀具軌跡ABCDE刀 具工 件切 屑ABCDE刀具軌跡P1P2（b）橢圓振動輔助切削圖 1. 4 不同切削方式下的切屑受力圖

成為了人類各種技術(shù)發(fā)明的思想源泉。隨著人類對大自然的認(rèn)生學(xué)作為一門獨(dú)立性學(xué)科，對人類認(rèn)識自然，進(jìn)而改造自然具有十分重要的研究表明，自然界中存在著大量的微米級或納米級的特殊結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)能，如通過在顯微鏡下對蜣螂頭部和背部進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)存在著大量的微凹坑狀的結(jié)構(gòu)，使得蜣螂在粘性較高的濕潤土壤中爬行時，粘土對蜣螂身體的粘如[48]；鯊魚皮表面存在著大量的順流向分布的盾鱗結(jié)構(gòu)，有效的減少了鯊魚力，并抑制了鯊魚皮膚表面處渦流的產(chǎn)生，使得鯊魚成為游泳速度最快的海上這些動植物身上存在的微結(jié)構(gòu)及所表現(xiàn)出來的減阻特性，在節(jié)能、減阻及具有重要的研究意義和應(yīng)用前景。（a）蜣螂及其背部的凹坑狀織構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鯊魚皮減阻結(jié)構(gòu)的幾何建模與數(shù)值分析[J]. 謝峰,王秀英,雷小寶.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2014(07)
[2]高精度復(fù)合減阻鯊魚皮復(fù)制成形研究[J]. 張德遠(yuǎn),李元月,韓鑫,李翔,陳華偉.  科學(xué)通報. 2010(32)
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[4]邊界潤滑條件下表面微細(xì)織構(gòu)減摩特性的研究[J]. 王曉雷,王靜秋,韓文非.  潤滑與密封. 2007(12)
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博士論文
[1]表面織構(gòu)刀具切削鈦合金的基礎(chǔ)研究[D]. 蘇永生.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]光學(xué)自由曲面三維橢圓振動切削：刀具路徑生成及對加工表面質(zhì)量影響[D]. 李迎春.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于超聲橢圓振動輔助的表面微織構(gòu)切削加工技術(shù)研究[D]. 史桂林.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]光學(xué)自由曲面單點(diǎn)金剛石超精密車削理論與技術(shù)研究[D]. 于慧娟.吉林大學(xué) 2015
[3]超聲橢圓振動切削工作頭的研究[D]. 趙永亭.東北大學(xué) 2014
[4]仿生減阻表面的數(shù)值研究[D]. 李天然.大連理工大學(xué) 2012
[5]表面微織構(gòu)刀具切削鈦合金的試驗(yàn)研究[D]. 王亮.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3589364