高效磨削用热管砂轮基体应力应变分布的有限元分析

鉴于高效磨削用热管砂轮对其基体强度提出了越来越高的要求,通过ANSYS仿真软件对其进行有限元数值模拟,分别探讨了两种不同基体材料的热管砂轮在空转条件下以及磨削力和离心力共同作用下的应力应变分布,得到了热管砂轮在不同转速下的应力分布图以及径向位移的分布情况,并完成砂轮基体的强度校核。仿真结果为热管砂轮结构的改进提供了有益的参考,对热管砂轮的结构优化具有理论指导意义。     

铝合金模锻件热处理过程的热力耦合分析

采用有限元法对一个铝合金模锻件的沸水淬火和时效处理过程进行了热力耦合分析 ,研究了淬火过程中锻件与沸水之间的换热系数对淬火变形的影响、淬火过程中工件内应力的变化和水温对锻件残余应力的影响。对于铝合金锻件热处理过程的有关材料和工艺参数以及热处理结果进行了实验检测 ,并采用数值方法进行了处理。本文的研究对于控制和改进铝合金锻件热处理工艺具有一定的指导意义。     

铝合金轧制过程中的热力耦合分析

通过铝合金在Gleeble-1500上的实验数据,建立了本构方程.根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,获得了热轧过程中的数值仿真模型,分析了压下率、轧制速度以及接触传热系数等参数对温度和流动应力变化规律的影响,并与某铝厂热轧板带生产过程中不同压下率下的力能参数变化进行了对比,计算结果表明模拟值与实测值吻合较好,误差低于15%.     

35Cr2Ni4MoA高强钢摩擦焊接头热力耦合有限元分析

采用热力耦合有限元分析方法,由焊件材料的性能参数及焊接工艺参数建立了二维轴对称粘塑性热力耦合有限元模型,对35Cr2Ni4MoA材料环形工件的连续驱动摩擦焊过程进行了模拟,得到并分析了温度场、应力应变场以及轴向缩短量的变化规律.测量了实际焊件的轴向缩短量和飞边形状,并与计算结果进行了对比,结果表明,利用该模型得到的摩擦焊接头飞边形状和轴向缩短量的计算结果和试验结果吻合较好.建立的有限元模型有助于制定合理的焊接工艺参数.     

穿孔过程中顶头的三维热力耦合分析

应用大型非线性有限元分析软件对顶头在实心圆管坯二辊斜轧穿孔过程中的受力状态进行了三维热力耦合模拟。重点研究了热力耦合情况下表面应力分布模型,同时也对顶头的失效机理、材料模型、传热边界条件等进行了分析。模拟结果和实验结果相吻合。     

基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟

利用商品化软件Deform3D对轴向进给辊轧变形过程 ,进行了三维有限元分析 ,得到了三维变形状态下轧件的温度场。网格重划技术和热力耦合的运用 ,更加精确地描述了整个变形过程。本研究对合理确定轴向进给辊轧工艺参数、提高产品质量具有重要意义     

铝合金模锻件热处理过程的热力学耦合分析

采用有限元法对一个铝合金模锻件的沸水淬火和时效处理过程进行了热力耦合分析，研究了淬火过程中锻件与沸水之间的换热系数对淬火变形的影响、淬火过程中工作内应力的变化和水温对锻件残余应力的影响。对于铝合金锻件热处理过程的有关材料和工艺参数以及热处理结果进行了实验检测，并采用数值方法进行了处理。本文的研究对于控制和改进铝合金锻件热处理工艺具有一定的指导意义。     

厚壁球壳冲压成形过程的热力耦合分析

采用大变形弹塑性热力耦合方法，对厚壁球壳的拉深成形过程进行了模拟，得到了各种变形场量信息，并定量分析了热力耦合模拟精度，对指导实际生产有较大意义。     

热管砂轮干磨削温度场数值模拟

基于一种利用热管技术对磨削弧区进行强化换热的构想,采用FLUENT软件建立了环形热管砂轮干磨削温度场的仿真模型,得到了热管换热能力与热流密度、转速和砂轮壁厚的关系,并在相同热流密度下对比了热管砂轮与热管砂轮弧区的温度。仿真结果表明:弧区温度会随着热流密度的增大相应升高,随着转速的增大而降低,热管的启动时间会随着砂轮壁厚的增大减慢;相同热流密度下,热管砂轮的弧区温度明显低于无热管砂轮。最后通过干磨削钛合金TC4试验,对仿真结果进行了验证。     

工程陶瓷小砂轮轴向大切深缓进给磨削加工的砂轮磨损分析

小砂轮轴向大切深缓进给磨削以较大切深实现了较高的材料去除率,且使用的砂轮直径比常规磨削用砂轮小很多,我们针对这一特点开展了研究。实验通过改变砂轮转速、工件转速和磨削深度等加工参数,对轴向大切深缓进给磨削加工后的砂轮表面进行了形貌观测和磨损分析。分析表明,砂轮各部分的磨损形式与其在磨削过程中所起的作用有关:砂轮端面是磨削加工的主磨削区,磨粒和结合剂主要发生较大程度的磨损;砂轮圆周面主要对已加工表面进行修磨,因而结合剂和磨粒磨损为主要磨损形式;砂轮拐角作为过渡磨削区,承受的磨削力也比较大,而且由于磨粒与结合剂的结合力相对较小,因此易发生磨粒和结合剂的脱落。     

高频感应钎焊热管砂轮仿真与试验研究

为提高热管砂轮的强化换热优势,设计一种适合高频感应加热的热管砂轮感应器,并使用仿真软件分析电流大小、加热间隙、线圈夹角3个参数对钎焊温度分布的影响,由此确定热管砂轮高频感应钎焊的优化参数组合。最后,利用优化的感应器结合高频感应钎焊技术制成CBN磨粒热管砂轮。试验结果表明:加热时基体温度分布均匀,砂轮表面钎料与砂轮基体和磨粒结合良好,CBN磨粒有序排布,验证了钎焊工艺参数和感应器结构设计的合理性。      

金刚石砂轮轴向进给磨削硬质合金时的磨削力实验研究

为研究金刚石砂轮轴向进给磨削硬质合金时的磨削力,建立轴向力与法向力、切向力的转化模型;测量不同工艺参数下的磨削力变化;分析工艺参数对法向力、切向力、轴向力的影响规律并建立磨削力的经验公式。结果表明:在轴向进给磨削过程中,最大的磨削力是法向力,而轴向力略小于切向力。砂轮线速度对3个方向的磨削力的影响大致相同。磨削深度对法向、切向及轴向3个方向的磨削力的影响明显不同。进给速度对3个方向磨削力的影响不显著。      

流固耦合作用下管道振动模态分析

本文运用ANSYSWorkbench12．0模拟仿真软件,分析了有无流固耦合存在时管道振动模态的变化,以及在流固耦合作用下,管道约束的不同对管道固有频率、等效应力和总变形量的影响。结果表明：流固耦合作用的存在使得管道振动固有频率略有增加;适当的约束可减小管道所承受的等效应力、减小管道变形量,提高管道系统整体刚度,从而达到减少振动、减小管道局部能量损失及降低噪声的目的。     

A new surgical grinding wheel for suppressing grinding heat generation in bone resection

Existing surgical technologies are unable to prevent thermal injury to adjacent tissues such as nerves that result from grinding heat generated during bone resection. To address this problem, bone grinding experiments were conducted under irrigation using commercial surgical diamond wheels to clarify the grinding characteristics. On the basis of the findings, new diamond wheels coated with submicron-sized titanium dioxide particles were developed to enhance the hydrophilicity of the wheel surfaces. The developed grinding wheels significantly suppressed bone temperature elevation during grinding compared to the commercial wheels.     

火车车轮卧式轧制热力耦合有限元模拟分析

车轮轧制是采用压轧工艺生产整体车轮的一个重要工步。目前,车轮成形工艺的研究主要集中在预成形及辐板弯曲等工步,对于轧制工艺研究相对较少。该文结合车轮卧式轧制原理及特点,在有限元分析软件ABAQUS中建立了车轮七辊卧式轧制的三维热力耦合有限元分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了车轮轧制过程中,轮坯表面金属流动规律,轮坯应力、应变及温度的分布和变化规律,以及轧制力能参数的大小及变化。研究结果为车轮卧式轧制的有限元模拟分析和生产实践提供了一定的参考。     

Phase change flattening process for axial grooved heat pipe

A novel processing technique named phase change flattening process has been developed to fabricate the flattened grooved heat pipes, which are in high demand for electronics cooling. The phase change vapor pressure in the flattened heat pipe is analyzed on the basis of its operating principle. An elasto-plastic FEM simulation is proposed to analyze stress and strain distribution for the flattening process. An experiment is also set up to verify this elasto-plastic deformation of axial grooved heat pipe (AGHP). Results show that the vapor pressure is determined by the saturated vapor pressure equation of heat pipe. Punch load of the upper plate greatly increases due to its higher vapor pressure and the buckling phenomenon can be well eliminated when the vapor pressure reaches 1.002 MPa at vapor temperature 453 K. The maximum equivalent plastic stress and strain distribute on the maximum bend points at the bending wall of heat pipe when the punch stroke is over 3 mm. The width, vapor area and grooves of flattened heat pipe change greatly as the flattening proceeds.     

非球面磨削过程中圆弧形砂轮的磨损分析

针对砂轮磨损会严重影响非球面磨削质量的问题，基于非球面磨削的运动方式，解析了非球面磨削过程中的材料去除体积和砂轮磨损体积公式，并结合砂轮磨损实验，探究非球面磨削用圆弧形金刚石砂轮的磨损规律。结果表明:圆弧形金刚石砂轮在磨削非球面过程中由于磨损会导致其径向尺寸减小，在砂轮失效前其直径变化主要存在3个阶段:即直径快速变化阶段、缓慢变化阶段和微量变化阶段。圆弧形砂轮表面的结构特性，使得砂轮圆弧顶端的结合剂对顶端区域的磨粒把持力要低于其他磨粒的，导致该区域的磨粒和结合剂被快速磨损，直至圆弧形金刚石砂轮的几何结构不再影响其结合剂对磨粒的把持力，此后其磨损过程与平面金刚石砂轮磨损类似。