凸輪磨削溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力的分析與研究.pdf

1、凸輪作為機(jī)械的回轉(zhuǎn)或滑動(dòng)件，廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械裝置中，其加工質(zhì)量的好壞直接影響運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)和機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率。因此，對(duì)凸輪磨削區(qū)溫度場(chǎng)的研究已成為非常重要的研究課題。
　　 本文在綜述了凸輪磨削溫度場(chǎng)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和存在的問題的基礎(chǔ)上，開展了相關(guān)的研究工作，主要包括：邊界元法(BEM)的發(fā)展及應(yīng)用，并確定將邊界元法（求解規(guī)模小且精度高）作為凸輪磨削溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力的主要研究方法；基于瞬態(tài)熱傳導(dǎo)及熱彈性力學(xué)理論的熱-力

2、耦合模擬中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)凸輪磨削加工模擬仿真；預(yù)測(cè)了熱應(yīng)力對(duì)凸輪加工精度的影響，用BEM理論對(duì)凸輪磨削區(qū)溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真數(shù)值計(jì)算，并將其計(jì)算結(jié)果和已有的ANSYS仿真模擬結(jié)果進(jìn)行比較；對(duì)磨削過程中的熱耗散進(jìn)行了分析研究，并提出了相應(yīng)的解決磨削熱過量的方法。
　　 首先用熱源法對(duì)磨削區(qū)溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析研究，并確定了凸輪磨削時(shí)的熱源形式，從理論上建立了邊界元法中熱傳導(dǎo)溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型；接著建立了凸輪磨削的三維模型、劃分邊界單元、定義邊

3、界條件，運(yùn)用FORTRAN語(yǔ)言按邊界元理論編寫了凸輪磨削溫度場(chǎng)動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算程序。通過數(shù)值計(jì)算分析，得出了不同時(shí)刻凸輪表面的溫度場(chǎng)、應(yīng)力、應(yīng)變的分布情況，并將邊界元仿真計(jì)算所得的結(jié)果與已有的ANSYS有限元仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較以驗(yàn)證理論計(jì)算的精度和可靠性。最后，利用VB軟件編寫了用于分析凸輪磨削熱分析的軟件，為實(shí)際生產(chǎn)加工提供了方便。
　　 通過研究比較發(fā)現(xiàn)，由邊界元計(jì)算所得的結(jié)果與已有的有限元結(jié)果十分接近，驗(yàn)證了邊界元法是一種計(jì)