新型陶瓷刀具材料的热应力分析

运用有限元方法计算了梯度功能陶瓷刀具ＦＧ－２内的热应力,计算结果表明,在高速切削条件下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具;同时进行的切削实验也表明在高速切削的条件下,ＦＧ－２的破损寿命明显好于ＳＧ－４．说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削．     

高速切削加工的特点及应用

随着 NC 和 CNC 技术的迅速发展和日益普及,HSM 即使用高速切削机械的加工技术已越来越受到人们的重视。HSM 不仅可以提高加工效率,降低成本,而且可以提高加工精度,改善加工质量。同时,HSM 的发展又对主轴系统、进给系统、CNC 控制系统、刀具、刀具夹持系统等各方面提出了新的要求。本文对高速切削的特点及实现高速切削加工的要求做一些具体的分析。     

切屑数值模拟研究之中碳钢的高速加工

通过建立的正交切削有限元模型,采用Cockroft-Latham切屑断裂标准作为工件材料失效准则对45号钢高速加工过程进行了数值模拟,得到了崩碎状切屑的形成过程。并对切削过程中获得的切削力曲线及切削温度场分布进行了分析。加工过程中由于崩碎状切屑的不断产生导致切削力及切削温度产生较大的波动。数值模拟结果为进一步研究45号钢高速加工切削机理及切削参数优化、刀具几何尺寸的设计提供了基础。     

难加工材料的高速铣削研究进展

目的 分析难加工材料在高速切削过程中的基本形式及其特点,归纳总结现有的高速切削理论及现象。方法 主要从难加工材料的实验现象和仿真出发,分析高速加工机理,将现有高速铣削方法及其进展进行解析。结果 高速切削在宏观领域的研究主要集中在切屑的形成与刀具磨损,而在微观加工领域,主要研究材料属性及微观结构对于加工的影响。结论 从研究趋势上看,对宏观加工模型和微观理论分析的研究均有进展,但对微观模型的研究逐渐成为了近年来的研究热点。     

常用高速切削刀具材料的性能分析与应用

要实现高速切削加工,刀具材料是关键,高速切削技术是随着刀具技术如刀具材料等的发展而发展起来的。本文介绍了高速切削加工中常用的聚晶金刚石、立方氮化硼、陶瓷、Ti(C,N)基金属陶瓷等材料和涂层刀具等的特性、应用范围和发展趋势,以促进高速切削技术的广泛应用。     

高速切削时摩擦系数对切削影响的数值模拟

高速切削加工中,刀屑间的摩擦系数对切削产生重要影响．由于刀屑接触的复杂性,它们之间的摩擦系数很难确定．为了探究高速切削时,刀具与切屑间摩擦系数对切削的影响,采用有限元通用程序ABAQUS／STANDARD对不同摩擦系数下切削过程进行数值模拟．通过对Mises应力和加工表面节点垂直方向位移的比较,得出刀屑间的摩擦系数对剪切角有较大影响,摩擦系数增大,剪切角随之减小．高速切削既能够提高切削效率,又能提高加工精度．     

龙门铣多主轴联动动力头的优势分析

龙门铣多主轴联动动力头采用了行星齿轮结构实现了切削运动的复合,具有刀盘在低转速下就能实现高速切削、切削力小、刀具的寿命长和高的效率等优势,特别适合于难加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。     

有关数控高速加工技术的探究

高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势,其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理,而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态,并对高速切削技术的应用前景进行了展望。     

45CrNiMoVA高速切削条件下本构关系建模技术研究

为建立连续介质材料高速切削的材料本构关系模型,以45Cr Ni Mo VA材料为研究对象,通过准静态扭转试验和直角自由切削试验相结合的方法,建立了满足高速切削仿真要求的45Cr Ni Mo VA材料的Johnson-Cook本构模型.采用建立的Johnson-Cook本构模型参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立了直角自由切削的有限元模型,对切削过程中的切屑厚度、主切削力、进给抗力进行了仿真,并将仿真预测值同试验测量值进行了对比.结果表明:由于切削仿真过程中刀具不存在磨损,进给抗力的仿真误差较大;主切削力和切屑厚度的仿真预测值与试验测量值的误差在10%之内,模型的准确度较好.最后,利用VB和C语言,开发了Johnson-Cook材料本构集成建模系统,并验证了其使用效果的实用性.     

论数控高速加工技术的应用与发展

数控高速切削技术是提高加工效率和加工质量的先进制造技术,也是国内外先进制造技术领域重要的研究技术。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理,而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。而且高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势,其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。     

高速列车振动荷载作用下电缆隧道结构动力响应分析

城市中地下管线铺设较为复杂,城市轨道或者城际高速铁路会修建在地下管线上方。以京津城际轨道交通工程为例,研究高速车辆振动荷载对铺设地下管线的隧道结构产生的动力影响。运用耦合动力学,建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,计算高速列车通过时车辆-轨道耦合系统的动力响应。结合有限元理论,建立桩板-土体-隧道一体化纵横垂向空间耦合动力仿真模型。将车辆-轨道耦合系统振动分析模型得到的荷载谱,作为外部激励作用在动力仿真模型上,对电缆隧道的动力响应进行研究。计算结果表明,京津城际铁路运营后高速列车振动荷载的动力作用不会对桩板结构下的电缆隧道产生显著的不利影响。     

秦沈客运专线车路系统动力响应数值分析

结合秦沈客运专线基床路基实际状况，利用车路耦合动力分析模型，对高速列车荷载作用下车路系统动力响应进行仿真分析。计算列车速度为200km/h和300km/h时不同基床表层厚度下的车辆、轨道及基床路基主要动力性能指标，并与测试结果进行对比分析。测试结果验证了计算模型的可靠性。根据计算结果分析列车速度与基床表层厚度对车路系统动力响应的影响规律，对秦沈线基床表层设计提出建议。     

京沪高速铁路南京长江大桥列车走行性分析

运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法,将车桥作为联合动力体系,建立了高速列车与大跨度斜拉桥的车桥耦合动力分析模型。以京沪高速铁路南京长江大桥3塔斜拉桥方案为例,分析了大跨度斜拉桥在ICE高速列车作用下的车桥动力响应特点;同时,基于合理的列车走行性评价指标,对高速列车通过大跨度斜拉桥时的走行安全性与舒适性进行了详细分析,初步探讨了大跨度斜拉桥用于高速铁路的可行性。     

船舶撞击作用下车桥系统动力响应及高速列车运行安全分析

将船舶撞击力时程作为系统的外部激励,建立了撞击荷载作用下的车桥系统动力分析模型。以一座 (32+48+32) m双线预应力混凝土连续梁桥和国产CRH2高速列车为例,模拟船舶撞击力作用于桥墩时列车过桥的全过程,分析了桥梁和车辆的动力响应。结果表明：船舶撞击作用大幅度增大了桥梁的横向位移和加速度响应,显著影响了桥上高速列车的运行安全。探讨了船舶撞击荷载作用下的桥上高速列车走行安全评价方法,综合分析了列车速度和荷载撞击强度对列车运行安全的影响,在此基础上给出了列车速度－撞击力强度安全阈值曲线。     

铁路桥梁在高速列车作用下的动力响应分析

通过理论计算与现场试验研究高速列车与桥梁的动力相互作用。建立了车桥系统分析模型:列车模型每节车考虑27个自由度;桥梁模型采用模态综合法,系统激励为实测轨道不平顺。模拟中华之星列车高速通过秦沈客运专线24m双线预应力混凝土简支箱梁桥的全过程,计算了桥梁在高速列车作用下的动挠度、振幅、梁体加速度、桥墩振幅以及车辆的脱轨系数、轮重减载率、横向轮轨力等动力响应,并与现场实测结果进行了对比。     

地震波频谱特性对高速列车动态脱轨行为的影响

为研究地震下高速列车的动态响应及地震波频谱特性对车辆动态脱轨行为的影响,发展了一种地震激励下车辆/轨道耦合动力学数值模型,车辆模型被简化为考虑悬挂非线性特性的35自由度多刚体系统,板式轨道被视为由钢轨、扣件系统、轨道板及CA砂浆层组成的弹性支承结构,钢轨被视为连续弹性离散点支承基础上的Timoshenko梁,轨道板用三维实体有限元模拟。采用移动轨下支承模型分析离散的轨枕支承对系统动力响应的影响,地震波被简化为周期性的横向正弦波加入计算模型中。基于仿真计算,对地震情况下高速列车的动力响应进行了详细分析,并重点分析了地震波频谱特性对高速车辆动态脱轨机理的影响。分析结果表明:地震波的频谱特性对车辆的动态响应、脱轨机理及车辆的运行安全有着重要的影响。     

基于离心力和陀螺力矩效应的“主轴-轴承”系统动力学特性研究

研究“主轴-轴承”系统在高转速场中受离心力和陀螺力矩影响的动力学特性对于提高主轴系统运行稳定性有重要的作用。在扩展Harris滚动轴承非线性分析模型、建立滚动轴承耦合刚度矩阵的基础上,建立了一种综合考虑主轴离心力效应和陀螺力矩效应的“主轴-轴承”系统动力学数字模型,并借助锤击模态实验验证了其准确性;分析论述了主轴离心力效应、主轴陀螺力矩效应及滚动轴承运行刚度对“主轴-轴承”系统在高转速场中的动力学特性的影响规律。通过模型分析计算表明：当轴承处于超轻预紧（EL）工况时,主轴的高速效应比轴承运行刚度对“主轴-轴承”系统动力学特性的影响更大,尤以主轴陀螺力矩效应的影响最为突出。     

汽车撞击作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全分析

建立了撞击荷载作用下的高速列车-桥梁系统动力分析模型,将汽车撞击力时程作为系统的撞击荷载,以一座5m×24m连续箱梁桥和ICE3高速列车为例,模拟汽车撞击力作用于桥墩和列车过桥的全过程,分析了车桥梁系统的动力响应,对桥上高速列车的运行安全指标进行了评价。结果表明:汽车撞击使桥梁的动力响应大幅度增加,并对高速列车运行安全有极大的影响。对撞击作用下的桥上高速列车走行安全控制方法进行了探讨,给出了列车速度-撞击力强度安全阈值曲线。     

车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数分析

针对车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的取值问题,以高速铁路40m简支梁桥、板式无砟轨道和高速列车为对象,采用桥梁动力分析程序BDAP V2.0分析了结构阻尼比和参考频率选取对耦合系统动力响应的影响规律,并基于Rayleigh阻尼模型的带通滤波特征提出了车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的统一取值方法。结果表明：桥梁位移、加速度、脱轨系数和轮重减载率均随阻尼比的增大而减小,但车体加速度随阻尼比的增加变化却不大。当阻尼比ξ和参考频率ωi一定时,增大参考频率ωj相当于降低阻尼比ξ,车桥系统的动力响应随之增大。在车-轨-桥动力系统中,建议结构阻尼比ξ根据材料类型取较小值,参考频率ωi取结构基频ω1,ωj取轨道几何不平顺产生的最高激振频率ωf =最高车速/轨道几何不平顺最小波长。     

基于虚拟样机技术的高速电梯动态性能分析与优化

为降低高速电梯振动以提高电梯的乘坐舒适性,论文运用SolidWorks和ADAMS联合建立了高速电梯虚拟样机模型,对其整机运行进行了动态分析、仿真。通过对高速电梯振动信号灵敏度分析,得出了各主要动力学参数对高速电梯振动的影响。结合振动信号频域分析、多体动力学系统固有频率分析,对电梯动力学参数进行了优化。仿真结果表明,优化后电梯各项动态特性指标较优化前均有很大的改善,为改进高速电梯运行性能提供了参考依据。