發(fā)布時(shí)間：2017-08-11 08:19

  本文關(guān)鍵詞：大直徑珩磨加工氣動(dòng)在線測(cè)量量程優(yōu)化的仿真研究

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【摘要】：珩磨是磨削加工中一種特殊高效的精加工方法,國(guó)產(chǎn)珩磨機(jī)無(wú)論制造水平、加工精度、還是控制方式等與國(guó)外珩磨機(jī)相比都存在著較大差距,難以滿足高尺寸精度、高形狀精度和高度自動(dòng)化的實(shí)際要求。數(shù)控珩磨機(jī)研發(fā)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究成為我國(guó)先進(jìn)制造裝備領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容之一。在線測(cè)量是數(shù)控珩磨機(jī)的重要組成部分,是形成珩磨機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)的必需環(huán)節(jié),也是控制珩磨孔加工尺寸分散度、提高形狀精度,保證加工質(zhì)量的有效手段。本課題來(lái)源于“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng):2MK2250×150大功率船用柴油機(jī)用數(shù)控珩磨機(jī)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2011ZX04002-122)。主要研究大型高檔數(shù)控珩磨機(jī)氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中氣體介質(zhì)參數(shù)以及供壓方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則,從而增大差壓式珩磨在線氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的有效量程,并最終應(yīng)用于大型高檔數(shù)控珩磨機(jī)床的實(shí)際加工測(cè)量中。本文以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ),結(jié)合珩磨加工的特點(diǎn),通過(guò)理論研究與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法和對(duì)珩磨氣動(dòng)測(cè)量及氣體動(dòng)力學(xué)的研究,分析研究了差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特性。在此基礎(chǔ)上,利用流體仿真軟件FLUENT對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以流體力學(xué)理論為基礎(chǔ),從氣路構(gòu)造和氣動(dòng)變換環(huán)節(jié)的角度,比較了背壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的區(qū)別。為本文后續(xù)研究中,更加合理的仿真氣室結(jié)構(gòu)、噴嘴孔徑、取壓方式以及正確的選擇系統(tǒng)的工作點(diǎn)和邊界條件提供了必要的理論依據(jù)和明確的方向。2.根據(jù)珩磨頭與差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理,推導(dǎo)出了中高壓差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在四種工況下差壓?P與測(cè)量間隙s之間的函數(shù)關(guān)系式及變換倍率的數(shù)學(xué)模型。3.針對(duì)氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的環(huán)境因素和氣體介質(zhì)的參數(shù)做了分析,著重研究了氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中氣阻、氣容和氣感對(duì)系統(tǒng)性能的影響,為本文后續(xù)的仿真實(shí)驗(yàn)提供了必要的理論基礎(chǔ)和明確的方向。4.根據(jù)珩磨氣體介質(zhì)的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)相似理論,分析了差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的?P-S理論特性曲線與氣動(dòng)量?jī)x量程的關(guān)系,提出了氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)特性曲線理論中點(diǎn)的概念,建立了通過(guò)氣體介質(zhì)參數(shù)求解氣動(dòng)系統(tǒng)理論中點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型,理論驗(yàn)證了不同氣體介質(zhì)參數(shù)對(duì)于氣動(dòng)量?jī)x量程的影響。5.以差壓式珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)為研究對(duì)象,采用理論分析和FLUEN T仿真相結(jié)合的方法,研究了氣體介質(zhì)參數(shù)對(duì)于差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)量程的影響。提出了“測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)模式轉(zhuǎn)換”的方法,等效實(shí)現(xiàn)測(cè)量量程的增加。
【關(guān)鍵詞】：珩磨 氣動(dòng)測(cè)量 量程 理論中點(diǎn) 差壓氣路 氣體介質(zhì)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG589
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 研究目的和意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)及類型18-19
• 1.3.1 氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)18-19
• 1.3.2 氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的類型19
• 1.4 課題來(lái)源19-20
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 氣動(dòng)測(cè)量的流體力學(xué)基礎(chǔ)理論22-27
• 2.2.1 粘性與牛頓粘性定律22-23
• 2.2.2 有效斷面與流量23-25
• 2.2.3 流體的連續(xù)性方程25
• 2.2.4 粘性流體運(yùn)動(dòng)方程25-26
• 2.2.5 流量不變方程26
• 2.2.6 氣體伯努利方程26-27
• 2.3 氣動(dòng)測(cè)量工作原理27-31
• 2.3.1 氣動(dòng)測(cè)量的基本原理27-28
• 2.3.2 背壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的工作原理28-29
• 2.3.3 差壓式系統(tǒng)的工作原理29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 差壓式珩磨在線氣動(dòng)測(cè)量的動(dòng)態(tài)研究32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 差壓式珩磨氣動(dòng)測(cè)量的構(gòu)成和工作原理32-33
• 3.2.1 珩磨頭的構(gòu)成和工作原理32-33
• 3.2.2 差壓式系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理33
• 3.3 珩磨中高壓氣動(dòng)測(cè)量狀態(tài)分析及理論研究33-39
• 3.3.1 氣體介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)33-35
• 3.3.2 珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)工況的確定35-36
• 3.3.3 珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)工況的數(shù)學(xué)模型36-39
• 3.4 珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)環(huán)境因素分析及參數(shù)的選擇39-42
• 3.4.1 珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)環(huán)境因素分析39-40
• 3.4.2 珩磨氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)參數(shù)的選擇40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 珩磨氣體介質(zhì)參數(shù)對(duì)測(cè)量量程影響的分析43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 珩磨氣體介質(zhì)的參數(shù)特性及理論研究43-47
• 4.2.1 珩磨氣體介質(zhì)的參數(shù)特性43-44
• 4.2.2 珩磨氣體介質(zhì)的相似理論概述44-45
• 4.2.3 相似定理及數(shù)據(jù)處理45-47
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)相似理論對(duì)珩磨氣動(dòng)測(cè)量量程優(yōu)化的指導(dǎo)意義47
• 4.3 差壓式珩磨在線氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)量程的確定47-51
• 4.3.1 差壓式氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的?P-S理論特性曲線47-48
• 4.3.2 氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)特性曲線理論中點(diǎn)的研究及數(shù)學(xué)模型48-50
• 4.3.3 理論驗(yàn)證氣體介質(zhì)參數(shù)對(duì)量?jī)x量程的影響50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 基于Fluent流體軟件的仿真實(shí)驗(yàn)52-71
• 5.1 引言52
• 5.2 FLUENT軟件概述52-54
• 5.2.1 FLUENT軟件的組成與協(xié)同關(guān)系52-53
• 5.2.2 FLUENT軟件的特點(diǎn)53
• 5.2.3 FLUENT軟件求解流程53-54
• 5.3 FLUENT軟件仿真實(shí)驗(yàn)54-60
• 5.3.1 幾何模型的建立54-55
• 5.3.2 模型網(wǎng)格劃分55-57
• 5.3.3 條件設(shè)置與仿真運(yùn)算57-60
• 5.4 仿真結(jié)果60-63
• 5.4.1 氣路靜壓圖61-62
• 5.4.2 氣路總壓圖62-63
• 5.5 基于仿真的氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)量程優(yōu)化研究63-67
• 5.5.1 氣體介質(zhì)材料參數(shù)63-65
• 5.5.2 氣體介質(zhì)工作壓力65-67
• 5.6 基于仿真結(jié)果的珩磨在線氣動(dòng)測(cè)量策略分析67-69
• 5.6.1 珩磨各加工子階段特點(diǎn)與氣動(dòng)測(cè)量的關(guān)系67-68
• 5.6.2 珩磨在線氣動(dòng)測(cè)量策略分析68-69
• 5.7 本章小結(jié)69-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 1.總結(jié)71
• 2.展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：655083