本文關(guān)鍵詞：氣壓砂輪拋光工具的有限元建模及動力學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 氣壓砂輪 ANSYS 模態(tài)分析 臨界轉(zhuǎn)速 動頻

【摘要】：面向模具光整加工的氣壓砂輪拋光技術(shù),能夠提高加工效率,提升加工質(zhì)量。基于六自由度機器人控制的氣壓砂輪的拋光技術(shù),可以有效地去除模具表面加工痕跡,從而獲得高品質(zhì)的模具表面。本文基于前期研究成果,運用模態(tài)分析技術(shù)對氣壓砂輪拋光工具的結(jié)構(gòu)特性進行了深入研究,首先確定了氣壓砂輪拋光工具結(jié)合部的等效動力學(xué)參數(shù),建立氣壓砂輪拋光工具的有限元模型;其次通過ANSYS對到氣壓砂輪拋光工具的有限元模型進行模態(tài)分析,并利用錘擊法對其進行實驗驗證;然后建立氣壓砂輪拋光工具主軸動力學(xué)模型并依據(jù)理論原則進行簡化,得出相應(yīng)的力學(xué)計算模型,對其進行模態(tài)分析后,計算相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速;最后對應(yīng)力剛化效應(yīng)、旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng)及兩者綜合效應(yīng)下對主軸動頻的影響進行研究分析,得到用于動頻近似計算的經(jīng)驗公式。本文具體工作如下:(1)運用等效剛度和等效阻尼模擬氣壓砂輪拋光工具的結(jié)合部,在ANSYS中建立結(jié)合部有限元模型,計算出氣壓砂輪拋光工具整機螺栓結(jié)合部的等效剛度和等效阻尼參數(shù),建立氣壓砂輪拋光工具組合結(jié)構(gòu)有限元模型,對其進行自由模態(tài)和約束模態(tài)的分析。(2)針對氣壓砂輪拋光工具設(shè)計相應(yīng)的模態(tài)測試實驗系統(tǒng),采用錘擊法得到氣壓砂輪拋光工具的各階模態(tài)頻率和阻尼比,與有限元分析結(jié)果進行比較,驗證有限元模型的準確性。(3)建立基于特征尺寸的氣壓砂輪拋光工具主軸轉(zhuǎn)子的三維實體模型,對其進行簡化處理,得到相應(yīng)的動力學(xué)分析模型。基于動力學(xué)模型的模態(tài)分析,通過臨界轉(zhuǎn)速的計算公式計算相應(yīng)階次的臨界轉(zhuǎn)速值。(4)研究應(yīng)力剛化效應(yīng)、旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng)以及兩者同時存在下對主軸各階動頻的影響,研究結(jié)果表明應(yīng)力剛化效應(yīng)對動頻的影響大于旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng),二者同時存在時,主軸轉(zhuǎn)子各階次動頻均會隨著轉(zhuǎn)速的加快而增大,推導(dǎo)得到用于動頻近似計算的經(jīng)驗公式。
【關(guān)鍵詞】：氣壓砂輪 ANSYS 模態(tài)分析 臨界轉(zhuǎn)速 動頻
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG743
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 論文選題來源10
• 1.2 模具表面加工方法的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 磨削加工技術(shù)10-11
• 1.2.2 研磨加工技術(shù)11-12
• 1.2.3 拋光加工技術(shù)12-13
• 1.3 氣壓砂輪光整加工技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 振動穩(wěn)定性問題研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性分析研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 論文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 氣壓砂輪拋光工具的有限元模態(tài)分析18-36
• 2.1 引言18-19
• 2.2 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論19-21
• 2.2.1 模態(tài)分析基本原理19-21
• 2.2.2 模態(tài)分析技術(shù)的應(yīng)用21
• 2.2.3 有限元分析法21
• 2.3 氣壓砂輪拋光工具結(jié)合部21-27
• 2.3.1 結(jié)合部有限元模擬法21-23
• 2.3.2 氣壓砂輪拋光工具結(jié)合部處理23-24
• 2.3.3 螺栓結(jié)合部處理和計算24-27
• 2.4 組合結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)分析的實現(xiàn)27-31
• 2.4.1 有限元模型的建立27-28
• 2.4.2 組合結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析28-31
• 2.4.3 模態(tài)計算結(jié)果分析31
• 2.5 氣壓砂輪保持架的諧響應(yīng)分析31-34
• 2.6 本章小節(jié)34-36
• 第3章 氣壓砂輪拋光工具的實驗?zāi)B(tài)分析36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 模態(tài)實驗基本原理36-39
• 3.3 模態(tài)實驗方案設(shè)計39-42
• 3.3.1 模態(tài)實驗?zāi)康?/span>39
• 3.3.2 模態(tài)實驗測試系統(tǒng)39-41
• 3.3.3 錘擊法模態(tài)實驗過程41-42
• 3.4 拋光工具的模態(tài)實驗及結(jié)果分析42-50
• 3.4.1 模態(tài)參數(shù)的提取42-46
• 3.4.2 時域信號分析46-49
• 3.4.3 頻譜分析49-50
• 3.5 連接板部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-54
• 第4章 氣壓砂輪拋光工具主軸轉(zhuǎn)子動態(tài)特性分析54-80
• 4.1 引言54
• 4.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的計算方法54-55
• 4.3 主軸轉(zhuǎn)子幾何模型及簡化模型的建立55-60
• 4.3.1 主軸轉(zhuǎn)子幾何模型55
• 4.3.2 主軸轉(zhuǎn)子簡化模型的建立55-59
• 4.3.3 主軸轉(zhuǎn)子有限元模型的生成59
• 4.3.4 主軸轉(zhuǎn)子的計算力學(xué)模型59-60
• 4.4 主軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速分析的實現(xiàn)60-68
• 4.4.1 主軸轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析60-64
• 4.4.2 臨界轉(zhuǎn)速的分析64-66
• 4.4.3 實驗設(shè)計66-68
• 4.5 主軸轉(zhuǎn)子有限元工作模態(tài)分析68-77
• 4.5.1 主軸轉(zhuǎn)子的動頻分析68-70
• 4.5.2 主軸轉(zhuǎn)子預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析70-77
• 4.6 本章小結(jié)77-80
• 第5章 總結(jié)與展望80-82
• 5.1 總結(jié)80
• 5.2 創(chuàng)新點80-81
• 5.3 展望81-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果88

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本文編號：733676