本文關(guān)鍵詞：電火花加工單脈沖放電工件溫度建模與工藝參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：電火花線切割加工(WEDM)利用工具電極和工件之間因放電作用產(chǎn)生的大量熱能而實現(xiàn)工件的蝕除,屬于非接觸加工技術(shù)的一種。其加工范圍覆蓋幾乎所有導電材料,尤其適用于難加工材料以及形狀復雜、精度要求高的零件加工,較好地彌補了傳統(tǒng)機械加工的不足。但是目前為止還沒有一個較完善的理論能系統(tǒng)的解釋其復雜的放電過程,并且工藝參數(shù)優(yōu)化同樣也成為了研究的熱點問題。因此,本文圍繞精密線切割脈沖放電過程建模仿真與工藝優(yōu)化問題展開研究。本文在考慮變化的能量分配系數(shù)、潛熱和高斯熱源分布等的基礎上,基于有限元法建立了電火花脈沖放電溫度場模型,并對模型進行求解。對求解結(jié)果與已有模型結(jié)果和實驗結(jié)果進行比較分析,對比結(jié)果表明本文模型更接近于實驗值,可以為電火花加工提供可靠的理論依據(jù)。單脈沖放電結(jié)束后,研究了溫度場的分布區(qū)域,接著對電流、脈寬和電壓等對蝕除凹坑徑向和深向尺寸的影響進行了研究�；趩蚊}沖溫度場模型對精密線切割電加工過程的工藝優(yōu)化進行研究。設計實驗,使用有限元得到不同參數(shù)組合的材料去除率MRR和表面粗糙度Ra;使用方差分析,得到MRR和Ra與電參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。然后,基于信噪比方法分析單個工藝參數(shù)對MRR和Ra的影響。接著,基于帶精英策略的非支配排序遺傳算法對獲得的MRR和Ra模型進行兩目標優(yōu)化。采用分形方法來描述工件表面三維形貌特征,基于田口正交實驗方法設計實驗,利用3D干涉儀測量工件表面形貌,使用差分盒維法計算分形維數(shù)FD值,并研究了FD與表面粗糙度Sq之間的關(guān)系,接著研究了各工藝參數(shù)對FD的影響程度以及參數(shù)間的交互作用。使用信噪比(S/N)法得到FD的最優(yōu)參數(shù)組合,并通過實驗對其驗證,對比表明,最優(yōu)參數(shù)組合加工得到的工件表面FD值比初始參數(shù)組合得到的FD值提高了11%。最后,在上述研究的基礎上,對全文工作進行總結(jié),并對今后的研究方向進行展望。
【關(guān)鍵詞】：電火花加工 脈沖放電 溫度場 工藝優(yōu)化 分形理論
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景及意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究概況10-16
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容16-17
• 2 電火花單脈沖放電有限元溫度場仿真研究17-33
• 2.1 電火花單點放電溫度場模型建立17-24
• 2.2 溫度場模型驗證24-27
• 2.3 溫度場模型分析27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 基于溫度場模型電加工建模與多目標優(yōu)化33-45
• 3.1 實驗設計33-34
• 3.2 基于RSM的MRR和Ra回歸模型建立34-37
• 3.3 基于S/N分析電參數(shù)對加工性能的影響37-39
• 3.4 基于NSGA-II算法的MRR和Ra兩目標優(yōu)化39-42
• 3.5 工藝優(yōu)化討論與總結(jié)42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 4 電加工表面三維形貌分形表征與工藝優(yōu)化45-57
• 4.1 分形理論45-46
• 4.2 實驗設計與三維形貌測量和處理46-49
• 4.3 加工工藝參數(shù)對FD的影響研究49-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 總結(jié)57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-61
• 參考文獻61-69
• 攻讀學位期間科研情況69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：916211