發(fā)布時間：2020-09-04 15:17

　　 圓鋸片作為加工制造領(lǐng)域中一種高效的切削加工工具,被廣泛應(yīng)用于鋸切金屬、木材、石材等材料,在鋸切過程中圓鋸片會產(chǎn)生振動和噪聲,而強烈的振動會破壞鋸切效果,振動產(chǎn)生的噪聲會對人的健康和周邊環(huán)境造成影響。因此降低圓鋸片的的振動,對提高鋸片鋸片的切削穩(wěn)定性、提高加工精度、減少加工廢料、安全生產(chǎn)和降低噪聲有著重要意義。本文設(shè)計了不同類型的圓鋸片,包括開槽圓鋸片、夾層圓鋸片以及開槽夾層圓鋸片。通過利用有限元ANSYS軟件,對圓鋸片進(jìn)行振動和穩(wěn)定分析。主要研究工作包含以下方面:設(shè)計多種開槽方案的圓鋸片,對其進(jìn)行有限元模態(tài)分析,計算出圓鋸片的固有頻率,并找出圓鋸片的典型固有模態(tài),結(jié)合行波共振理論,分析圓鋸片共振原因,確立最優(yōu)開槽設(shè)計方案。建立不同夾層圓鋸片模型,包括內(nèi)置單阻尼夾層圓鋸片、內(nèi)置多阻尼夾層圓鋸片以及外置阻尼夾層圓鋸片。通過ANSYS軟件計算出固有頻率和固有模態(tài),研究不同厚度阻尼夾層對圓鋸片的固有頻率影響、不同阻尼夾層的安裝排列方式對圓鋸片固有頻率的影響。并利用行波振動理論,研究夾層圓鋸片的振動特性。計算開槽夾層圓鋸片的固有頻率,分析不同厚度阻尼夾層、不同阻尼夾層填充方式的開銷夾層圓鋸片振動特性。通過行波振動理論對不同阻尼開槽夾層圓鋸片,進(jìn)行行波振動計算。研究對不同阻尼夾層圓鋸片開槽的振動特性。由于鋸片的直徑大、厚度小,會發(fā)生小應(yīng)變大位移,因此研究薄圓鋸片非線性振動很有必要。基于非線性強迫振動當(dāng)中的組合諧波理論,當(dāng)激振力頻率等于前行波頻率或后行波頻率時,是否同時激起前行波和后行波的響應(yīng);當(dāng)激振力頻率等于前行波與后行波之和時,是否同時激起前行波和后行波的響應(yīng);當(dāng)激振力頻率等于前行波頻率與后行波頻率和的一半時,是否同時激起前行波和后行波的響應(yīng)。圓鋸片的厚度、切削速度及切削力會影響到圓鋸片的切削穩(wěn)定性,對開槽和夾層圓鋸片進(jìn)行線性屈曲穩(wěn)定分析,計算鋸片的最大臨界力,防止鋸片在加工過程中失穩(wěn)引起劇烈振動。分析鋸片的常見失效形式,解釋產(chǎn)生失效原因,提出了預(yù)防措施。并對鋸齒進(jìn)行了靜應(yīng)力分析,研究開槽對槽附近鋸齒的影響。本課題的研究內(nèi)容,為開槽和夾層圓鋸片的優(yōu)化設(shè)計提供了方向,為圓鋸片的設(shè)計提供理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG717
【部分圖文】：

國內(nèi)外許多學(xué)者也格外關(guān)注鋸片的空氣動力學(xué)噪聲，并研究可力學(xué)噪聲的方法。學(xué)者 Chanaud 是研究圓鋸片的空氣動力學(xué)噪聲比較早的人，在Chanaud 對光滑的圓盤進(jìn)行了試驗。1987 年國內(nèi)學(xué)者張策等人動特性的試驗，并在試驗中應(yīng)用脈沖振動的理論，研究出鋸片方法。劉書龍研究出了一種測量噪聲的方法，并成功應(yīng)用到硬測量，且分析了鋸片產(chǎn)生噪聲的具體原因，提出了較為詳細(xì)的聲源分析及常用減振降噪措施在對工件進(jìn)行加工切削時，產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響到周圍的環(huán)境治理噪聲帶來的危害，降低噪聲對周圍環(huán)境和居民的影響。為聲辦法，首先必須了解產(chǎn)生噪聲的原因，在此基礎(chǔ)之上才能夠在對被加工件切割過程中產(chǎn)生的噪聲。

動分析動是指在圓鋸片的平衡位置發(fā)生的往復(fù)橫向的鋸片的振動，這種振動表現(xiàn)程度被分為某種振動大鋸路，還會帶來更多的加工費料，并且影響鋸件的切削加工精度，而產(chǎn)生的噪聲會嚴(yán)重影響到動均可被視為某些獨立的振動模態(tài)的疊加，當(dāng)鋸立的振動模態(tài)。對于每個獨立的振動模態(tài)，均是種振動是特定的。而圓鋸片的振型用（m,n）表節(jié)直徑的個數(shù)。每個獨立振動模態(tài)的振動頻率 個圓鋸片都有多階固有振動頻率。圓鋸片的固有、鋸片基體構(gòu)成材料、鋸片的構(gòu)型與鋸片夾持比力、切削應(yīng)力、回轉(zhuǎn)應(yīng)力、張緊力和殘余應(yīng)力

圖 1.3 圓鋸片的振動形式Fig.1.3 The vibration of circular saw鋸片的橫向振動是指鋸片沿其鋸軸方向所做的往復(fù)遠(yuǎn)動。當(dāng)鋸片在對被行切削時，因被加工件和鋸片齒頂均存在不對稱性致使鋸片受到軸向力生鋸片的橫向振動，而鋸片與鋸軸安裝存在的誤差或者加工制造誤差，到鋸片的橫向振動。鋸片是薄圓板結(jié)構(gòu)，彎曲剛度小，并且容易發(fā)生彎在鋸切過程當(dāng)中比較小的軸向擾動也會使鋸片產(chǎn)生軸向振動，同時鋸齒件直接接觸摩擦受到的周期性沖擊，也會使鋸片受到周期性的軸向力，橫向振動[28]；與此同時，鋸片與鋸軸安裝存在的誤差或者加工制造誤差正在工作中的鋸片發(fā)生軸向擺動；鋸片在受到外界條件的影響，比如氣力等也會使鋸片發(fā)生整體和局部的變形，進(jìn)而使鋸片產(chǎn)生橫向振動。以素的影響，均會使鋸片產(chǎn)生橫向振動。鋸片發(fā)生橫向振動時，因鋸片的不大，橫向振動的幅度要比徑向振動和扭轉(zhuǎn)振動的振幅要大，鋸片振動

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本文編號：2812266