基于Archard磨损理论的滑动导轨磨损率预测模型研究

以机床滑动导轨副典型工况下的载荷和速度为变量因素,采用正交实验设计方法,进行销盘磨损实验,研究滑动导轨副在干摩擦条件下的磨损规律。参照经典的Archard磨损公式对实验数据进行回归并修正,得出相应的磨损率的回归公式。将该回归公式和Archard公式计算结果与实验数据进行对比,得出该回归公式能更好地预测导轨副的磨损率。     

机床导轨表面接触模型的有限元分析

为寻求机床导轨结合面不同粗糙信息下的动态特性,分形粗糙表面数值模型和实测粗糙表面二者的相关性,需对各种相关参数下的粗糙表面进行接触分析。运用有限元分析软件ANSYS,针对粗糙表面三维模型,分析不同参数表面的接触行为,以期寻找出不同粗糙信息接触形态特征参数之间的关系,并证明分形数值模拟能真实表征工程粗糙表面。     

机床导轨结合部的有限元模型

基于结合面特性参数，提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限元方法，通过该方法可以建立机床整机性能分析的有限元模型。给出了导轨结合部上反映界面连接特性的六结点接触单元的刚度矩阵，并将其与通过实验获得的结合面特性参数联系起来，通过实例建立了机床整机分析模型。整机刚度的实验结果与计算结果的比较，证实了该方法的有效性。     

花键副微动磨损分析及参数优化

为探究渐开线花键副在微动工况下的磨损行为,对花键副材料20CrMoH进行磨损实验,得到不同工况下花键副材料20CrMoH的磨损系数.实验结果表明:在同一振动频率下,材料微动磨损系数随着法向正压力的增大而增大;在同一法向正压力下,材料的微动磨损系数随着振动频率的增大而增大.采用有限元与Archard理论相结合的方式对花键副材料磨损量进行预测,并与磨损实验结果进行对比,验证了该预测方法的可行性.为寻找改善花键副齿面磨损的方法与思路,进行花键副参数优化,以花键副齿面磨损量最小为目标寻求侧隙、修形量、夹角这3个参数的最佳组合,得到该花键副采用侧隙为0.09 mm、鼓形修形量22.66 μm、夹角为0.04.进行加工设计安装时磨损量最小.     

基于Archard模型的螺杆钻具十字万向轴啮合面磨损规律研究

十字万向轴对于螺杆钻具的扭矩与转速传递具有重要作用,然而十字万向轴的运动磨损使得传递效率大大降低。为探究十字万向轴啮合面的运动规律与防磨合金块的磨损规律,建立十字万向轴多体运动和合金块体积磨损量计算的联合仿真物理模型;依据赫兹接触理论和Archard磨损理论对仿真模型的接触边界条件进行设定,对磨损条件进行定义,研究共轭运动副啮合面之间的运动规律与接触力的变化规律;以多体运动仿真求解所得啮合面的运动路径和接触力峰值作为防磨合金块磨损分析的边界条件,研究不同结构形态对防磨合金块体积磨损量的影响规律。结果表明：当运动啮合稳定后,啮合面会产生沿着切向与轴向的合成方向做往复滑动摩擦运动,接触力呈现周期性波动规律;接触面不同结构形态与关键结构参数对合金块的磨损量有显著影响,采用凹双斜面结构可有效提升合金块的耐磨性。该研究可以为十字万向轴的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。     

板式链条链板磨损可靠性及灵敏度分析

链条传动在工程领域中应用广泛.链条中的链板磨损失效会导致疲劳强度减小、寿命降低等,链板磨损可靠性分析是非常有必要的.基于Archard模型,建立了链板磨损深度的可靠性计算模型,提出了链板磨损可靠性及灵敏度分析方法,进行了板式链条和槽轮运动机构中链板磨损可靠性的实例分析.结果表明,不同随机变量的分布参数对失效概率的影响程度不同.滑动距离对链板失效概率影响最大,允许磨损量、材料硬度和接触应力对链板失效概率影响较大,磨损系数对链板失效概率影响相对较小.允许磨损量的均值和材料硬度的均值对链板失效概率起负面作用,其他分布参数对链板失效概率起正面作用.     

基于离散元法搅拌筒磨损分析与实验研究

为研究搅拌筒工作状态下的磨损规律,以此作为其轻量化开发的依据,采用EDEM软件对搅拌筒进行模拟仿真.通过对不同时间阶段多网格内颗粒的数量统计,进而分析搅拌筒的混合匀质性,模拟结果表明搅拌筒的搅拌质量性能良好.通过对搅拌筒累积接触能量及磨损量的分析,确定了搅拌筒的最大磨损位置位于搅拌筒前锥靠近中筒部位.通过300 h的实...     

基于有限元的机床导轨热特性研究

在高速高精度机床切削加工过程中,导轨在多种热源的作用下会产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。找出导轨热位移较大的点,并分析其对加工精度的影响,对于减小加工误差、提高加工精度至关重要。在对导轨热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了立式机床主轴导轨的有限元热变形分析模型,并进行了热变形分析,为分析导轨热变形对加工精度的影响提供了依据。     

基于有限元的机床导轨热误差分析

机床热误差是影响高精密机床加工精度的重要因素之一,而目前对机床热误差的分析比较少,以机床导轨为研究对象提出了一种结合有限元理论的导轨热误差确定方法,将数值模拟技术和实际测量实验相结合,利用实验测量数据修正有限元分析边界条件,从而得到准确的导轨热变形计算结果,证明了该热误差确定方法应用到实际机床导轨热误差确定和补偿方面的...     

基于Archard模型的车轮磨耗对车辆动力学性能的影响

为了研究车轮磨耗对高速列车动力学性能的影响,建立了车辆动力学和车轮磨耗耦合模型。考虑车辆通过一条由直线和曲线组成的典型线路工况,采用Non-elliptic模型计算轮轨接触斑上的车轮磨耗量,以累积车轮型面磨耗量及更新型面外形。采用Archard磨耗模型研究车轮面磨耗的分布与发展,以车轮踏面磨耗深度达到0.1mm为型面更新的条件进入下一个磨耗循环的计算。最后加载磨耗后的车轮型面,研究磨耗对车辆系统通过曲线线路时的动力学性能的影响。     

基于有限元的机床丝杠螺母可靠性研究分析

基于ANSYS软件分析平台,以静力学理论分析技术为基础,以有限元分析方法为核心,利用Pro/E的三维建模功能建立工件模型后,导入ANSYS软件进行分析。并联合使用这两款软件对某机床床身的丝杠螺母进行了可靠性分析与研究,对变形、应力、应变等物理量进行了分析讨论。为同类型机床结构的设计与制造提供理论依据与参考。     

基于Deform-3D螺旋槽丝锥磨损的有限元仿真

借助Deform-3D软件对硬质合金丝锥切削45#钢时的磨损情况进行有限元仿真,研究不同转速对后刀面磨损的影响。研究结果表明:随着切削速度的提高,丝锥后刀面的磨损量不断增加,磨损率呈现上升趋势。     

平面拉刀磨损有限元分析

拉削加工过程中,刀齿在切削力、热耦合作用下较易产生磨损。由于高速拉削技术的发展,拉刀刀齿前刀面的磨损逐渐引起了更多的关注。随着拉削的进行,刀齿的磨损量不断增加。通过有限元分析,确定了拉削速度、齿升量、刀尖圆弧半径对前刀面磨损带深度和宽度的影响。     

钛合金铣削加工刀具磨损有限元预测分析

钛合金Ti6Al4V因其优良的综合性能在航空航天领域有着广泛的应用。然而,在钛合金切削过程中,极易出现刀具磨损现象。目前尚缺乏钛合金加工用刀具寿命预测的有效手段和方法。针对这一问题,基于刀具在铣削工作过程中受到的热力耦合作用,利用Fick扩散定律揭示了刀具扩散磨损机理,构建刀具磨损模型;利用有限元仿真软件Advant Edge的二次开发技术,将刀具磨损模型嵌入到有限元模型中,进行刀具磨损的预测;进而借助刀具寿命试验,验证了刀具磨损模型的可靠性。     

支持向量机刀具磨损预测模型及MATLAB仿真

针对刀具使用时加工参数多变的实际情况,提出使用最小二乘支持向量机（LS—SVM）建立模型并对刀具磨损进行预测：首先引入最小二乘支持向量机建立刀具磨损模型,然后针对具体实验数据,采用交叉验证的办法,选取优化的核参数。实验和仿真结果表明：该模型可以有效地学习刀具磨损中的非线性关系,刀具磨损的预测精度较高。因此该模型可以用作对实际加工中的刀具磨损进行有效预测,并为切削参数的实际选择提供依据。     

高速切削刀具磨损的有限元分析

采用DEFORM-3D软件,通过在不同速度下切削45钢的有限元模拟,得到了切削速度对刀具磨损的影响规律以及与切削温度之间的关系,为研究刀具磨损机理、合理选用切削加工速度提供了参考依据。     

基于“差分”磨损模型的车削刀具磨损仿真预测研究

研究表明,切削过程中的刀具磨损与刀面温度、刀/屑和刀/工界面的接触压力及相对滑动速度等切削过程变量有关,借助于有限元分析法可对这些切削过程变量进行仿真预测。基于“差分”磨损模型,提出了一种对切削过程中刀具轮廓磨损变化的预测方法,以硬质合金刀具切削AISI1045材料为例,介绍了该方法的原理和实施步骤,并对刀具前后刀面磨损的预测结果进行了试验验证,分析了预测结果与试验结果存在误差的原因。