振动模态测试技术在金刚石圆盘锯横梁结构优化的应用研究

通过实验模态测试与有限元理论分析相结合的方法，对金刚石圆盘锯的模态特性进行了研究，分别获取了金刚石圆盘锯的各阶固有频率，并用模态测试的实验数据验证、修正了有限元分析的理论模型，以准确的有限元理论模型为基础对金刚石圆盘锯的横梁部件进行了结构优化设计研究。减少了金刚石圆盘锯横梁的刚度冗余，在保证横梁静、动态性能略有提高的条件下，实现横梁的减重设计要求。     

基于DOE的金刚石框架锯机架轻量化设计

为了解决金刚石框架锯机架设计周期长、成本高和结构笨重等问题,文章以金刚石框架锯机架为研究对象,针对其结构特点,运用有限元法对其进行瞬态动力学分析和结构优化,在满足机架强度的情况下,进行关键设计尺寸的灵敏度分析,对机架性能影响较大的尺寸进行优化取值,选择最佳优化方案。并对优化后的机架进行静态特性有限元分析,结果表明,优化后,有效减轻了机架质量,降低了成本,提高了锯机性能,并为以后设计新型机架提供了指导。     

数控板料开卷矫平剪切生产线落料机落料过程的建模仿真与结构优化研究

本文首先综述了开展数控板料开卷矫平剪切生产线落料机落料过程的建模仿真与结构优化研究的背景和意义,并指出了用有限元方法可为重型机械的控制规范的优化设计提供有力的工具.选取了CAD三维造型软件UG NX4.0和有限元分析软件ANSYS建立了横梁结构的有限元模型,进而对整体横梁结构进行了静、动态特性分析,在此基础上优选出静、...     

大型丝杠旋风铣床关键零部件的动态性能研究

以安阳鑫盛机床厂生产的9m数控丝杠旋风铣床为研究对象,通过CATIA建立旋风铣床横梁的三维模型,并对横梁模型进行了简化.利用ANSYS Workbench建立了横梁的有限元模型,并对横梁进行了应力分析和模态分析,得到了横梁的应力分布云图和前6阶固有频率.通过应力分析对横梁结构进行了优化,提高了横梁抵抗破坏的性能.通过对固有频率分析,表明横梁设计符合动态性能要求.     

基于拓扑优化的龙门加工中心横梁轻量化设计

以大型铝材构件高速高效龙门加工中心的焊接横梁为研究对象,确定其结构原始方案,并对该方案进行静动态特性分析,获取主轴组件沿机床Y/Z向移动时刀头的位移情况以及横梁的前六阶固有频率和振型。基于变密度法对连续体结构横梁进行了拓扑优化设计,建立了最大刚度设计的拓扑优化模型和特征值问题的结构动力学拓扑优化模型。在Hypermesh/Optisruct中建立了不同优化模型的目标函数、约束条件、优化变量,对横梁的板筋布置、后壁板分别进行的优化。与优化前的结构相比较横梁的重量减轻11.5%,实现了横梁的轻量化设计,同时横梁的综合性能得到了明显的改善。     

GMCU2060龙门加工中心横梁结构有限元分析

建立GMCU2060横梁移动龙门加工中心横梁有限元模型,对横梁进行静动态刚度分析,结果表明:横梁结构中加强筋相对薄弱。提出在其余参数不变的前提下、增加加强筋厚度的改进方案。分析结果表明:在质量不增加的情况下,改进后的横梁在重力作用下的最大变形为0.029 mm,一阶固有频率由96 Hz提高到115 Hz,满足设计指标要求。     

绕丝结构砂轮磨削沟槽结构化表面

为磨削出微沟槽结构化表面,设计一种将金刚石丝锯紧密缠绕在基体上的新型砂轮,提出相应的结构砂轮平面磨削沟槽结构的方法.首先,建立砂轮几何模型与数学模型并得出磨粒运动轨迹方程;其次,理论分析磨削沟槽表面的创成机理及磨削参数对沟槽形貌的影响;最后,通过仿真和实验验证新型砂轮磨削沟槽结构的可行性和不同磨削参数下的沟槽结构形态....     

硬脆材料的电镀金刚石线锯超声切割锯切力研究

基于冲量理论和振动加工理论,采用叠加原理建立了电镀金刚石线锯超声切割锯切力数学模型.从理论上分析了电镀金刚石线锯施加超声振动后锯切力与普通锯切力的区别,并进行了超声振动与普通锯切力对比试验研究.结果表明:锯切力的大小随线锯往复频率的提高而降低,随侧向压力的增加而增大.通过比较发现,超声振动锯切力比普通锯切力减小20%～30%.同时,对超声振动锯切过程中单颗金刚石磨粒切削运动轨迹进行了仿真分析,进一步解释了施加超声振动后锯切力减小的原因.     

挤压铸造模具结构的运动仿真技术研究

利用CAD分别建立了不同运动类型挤压铸造模具的装配模型;运用FLASH和3DMax两个软件强大的仿真功能,对挤压铸造模具进行运动仿真,模拟了模具开模、合模及卸料等运动过程,在仿真过程中实时观察模具各部件运动情况.结果表明,通过对模具运动仿真,能真实而直观地再现模具工作过程.发现了模具的早期设计问题并及时进行修正和改进,保证了模具结构的准确性与合理性,有效提高了设计效率,降低了设计成本.     

汽车横梁零件拉深模数字化设计

采用CAD/CAE数字化技术,基于自顶向下的设计思路,对汽车覆盖件模具进行了数字化设计,提高了覆盖件模具设计的准确性和开发效率。首先通过CAE技术对横梁零件的拉深方向、压料面和工艺补充面进行设计,获得数字化拉深模型面,并进行仿真验证,将拉深模型面导入UG软件中,从总体到局部设计了横梁拉深模结构,最后横梁零件的实际生产结果验证了该方法的有效性。     

一种低成本高性能钢筋混凝土金刚石绳锯的研制

研究了新型超细预合金粉末和橡胶硫化工艺对钢筋混凝土金刚石绳锯的成本和性能的影响。通过新型超细预合金粉末的应用,橡胶硫化工艺的优化,研发并制作出一种低成本高性能的钢筋混凝土金刚石绳锯。用该绳锯对高钢筋含量（钢筋截面积/梁截面积>0.09）的混凝土梁进行切割测试,并对结果进行分析。结果表明,该金刚石绳锯锋利度好,寿命长,切割速度可达2.0~2.8 m2/h,使用寿命可达2.7~3.3 m2/m,处于行业内领先水平。      

金刚石圆锯片的振动可靠性及灵敏度分析

金刚石圆锯片锯切过程中,普遍存在严重的振动问题。采用随机概率有限元法对金刚石圆锯片进行可靠性分析,选用Monte-Carlo概率设计方法对?350 mm的金刚石圆锯片进行1000次循环抽样,对金刚石圆锯片的可靠性及灵敏度进行研究。研究结果表明:金刚石圆锯片的不可靠度随着阀值的增大而增加,对金刚石圆锯片的振动灵敏度影响最大的是金刚石圆锯片的厚度。这对于优化金刚石圆锯片的结构,提高金刚石圆锯片的使用寿命和锯切质量有着重要意义。      

脆性材料用固结金刚石线锯切割技术研究进展

脆性材料在光学元器件行业、半导体行业、光伏产业,石材行业等领域有着重要的应用。通过分析脆性材料常用切割方式、固结金刚石线锯切割原理、固结金刚石线锯制造工艺及固结金刚石线锯机床加工方式等,研究不同加工方式对脆性材料切割质量的影响。结果发现:单向循环式金刚石线锯机床能超长时间高速切割,且线锯线速度稳定,可实现硬脆材料的精密超精密切割,是未来发展的主流;而环形金刚石线锯是单向循环式金刚石线锯机床的重要组成部分,其加工制造工艺是未来发展的难点。      

激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体 ,用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态 ,并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

特殊结构金刚石圆锯片的瞬态动力学分析

本文建立了多孔基体与非等弧长节块相组合的特殊结构金刚石圆锯片瞬态动力学模型,通过ANSYS软件对特殊结构金刚石圆锯片的有限元模型进行瞬态载荷响应计算,得出不同切削参数对锯片关键部位瞬态应力和变形的影响。分析结果表明,进给速度对锯片应力和变形影响最大,切削速度次之,切削深度最小。特殊结构金刚石圆锯片在变形、应力方面与普通结构金刚石圆锯片相比,都得到了较大改善。此分析对实际工程应用及进一步优化锯片结构具有一定的指导意义。     

高效耐磨金刚石锯片的研制

采用正交实验的方法,对公路维修金刚石锯片胎体材料的有关参数进行了研究,实验对比了18种胎体配方的硬度及抗弯强度,选择几种优良胎体配方进行进一步的实验,对其性能及其稳定性进行比较,选择出优质胎体配方;在其中掺入金刚石,采用适当的烧结工艺制造出金刚石锯片,进行切割混凝土实验.综合分析实验结果,表明实验中加入适量低熔点金属和粗粒度金刚石提高了切割效率,加入细粒度金刚石可以有效地提高金刚石锯片的耐磨性,从而研制出高效耐磨金刚石锯片.     

磨料有序排布金刚石锯片的加工性能试验研究

设计并制作了3组新型磨料有序排布烧结金刚石锯片和1组无序锯片,进行了635#花岗岩对比切割试验。对有序排布锯片的胎体磨损进行了分析,研究了金刚石浓度、锯片外径等因素对有序排布锯片锋利度与寿命的影响。研究发现:有序排布锯片边料层与中料层之间有个最佳金刚石浓度差,使得有序排布锯片具有最优的锋利度与寿命;有序锯片锋利度好于无序锯片,有序锯片切割性能较无序锯片稳定,有序排布锯片还可以减少金刚石浓度、节约金刚石用量、降低10%以上的金刚石材料成本。     

金刚石圆锯片行波共振分析及优化

针对金刚石圆锯片工作时出现的共振和噪声问题,利用Workbench软件对直径600 mm空转的圆锯片进行行波共振和静力分析,研究圆锯片基体中的开孔和夹层对其行波共振的影响。结果表明：圆锯片基体上合理开孔可以规避行波共振,其中开雨滴型孔的圆锯片减振效果最好,其δ最大值为4.36%,远大于未开孔与开圆形流线型孔的0.09%和0.91%。进一步对开雨滴型孔的圆锯片的夹层进行优化,其δ值为7.58%,达到夹层前的近2倍,更不容易引起行波共振。同时,优化后的圆锯片变形和应力值变大,但远小于其许用应力值,表明其强度和刚度满足使用要求,不会造成疲劳失效。     

金属铜辅助化学刻蚀对金刚线切割多晶硅的制绒

针对金刚线切割多晶硅制绒后硅片反射率偏高且切割纹难以去除等问题,采用酸性湿法刻蚀预处理再结合低成本的金属铜辅助化学刻蚀成功的实现了金刚线切割多晶硅片表面制绒。研究结果表明,随着酸腐蚀时间的增加,金刚线切割多晶硅片表面切割纹、粗糙度得到有效改善。倒金字塔结构的引入能够有效地降低硅片表面的反射率。当酸洗预处理时间为5 min,金属铜辅助化学刻蚀时间为15 min时,样品表面倒金字塔结构最均匀,且在300~1 100 nm波长范围内,获得最低平均反射率3.32%。同时优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒后金刚线切割多晶硅片有望实现高效率的太阳能电池。