圆环内圆磨削的热变形有限元仿真

本文运用热弹性力学原理,结合圆环内孔磨削的实际情况,进行合理的简化和假设之后,建立了圆环内孔磨削的热力学数学模型,利用有限元分析软件ANSYS,对热传递过程和热变形过程进行了仿真,得到了磨削工件的温度场分布云图和热变形情况,进而分析了磨削过程中磨削圆环的温度分布及热变形误差。模拟结果较真实地反映了圆环内孔磨削热状况,为解决圆环内孔磨削表面热损伤和热变形等问题提供了依据。     

圆环内孔磨削的热应力分析

本文运用热弹性和热塑性理论，推导出了磨削圆环内孔状态下的热应力计算式，给出了弹塑性分界半径的确定办法。为磨削圆环热变形及其加工误差的计算奠定了基础。     

圆环内圆磨削的有限元仿真

对二维圆环内孔磨削的温度场和应力应变场用有限元方法进行了仿真.用命令流方式建立了圆环传热有限元分析模型,采用外圆夹紧与盘面夹紧方式进行了对比,计算得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,径向温度梯度较大;内孔最大热变形出现在夹紧位置之间,达到了0.030mm,外圆最大热变形达到0.062mm,内孔磨削后将产生较...     

圆环内孔磨削温度场的有限元仿真

运用传热学原理,结合圆环内孔磨削实际情况,并进行合理的简化和假设,建立了圆环内孔磨削的热传导数学模型,利用有限元分析软件ANSYS,对热传递过程进行了仿真,得出了工件内部温度场分布云图,进而分析了磨削过程中温度的分布及变化情况.模拟结果较真实的反映了圆环内孔磨削热状况,为解决圆环内孔磨削表面热损伤和热变形等问题提供了依据.     

内圆磨削过程的有限元数值模拟

针对现有磨削零件的热损伤,以圆环内圆磨削为例,基于有限元分析方法,采用命令流方式建立了圆环传热的二维有限元分析模型,对磨削温度场、热变形过程进行了模拟仿真。计算结果得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,磨削内圆进入了垫}生状态,磨削内圆时的热变形基本是对称的。分析结果合理可行,为实际切削奠定理论基础。     

磨削工件受热变形及其误差的计算

本文把平面磨削的工件划分为薄板和厚板,根据热弹性理论分别推导了热变形误差计算公式,得到了两者的热变形误差计算公式。分析表明薄板和厚板在磨削过程中将产生相同的形状误差．但厚板还将产生尺寸误差。实例计算表明,对较精密零件的磨削,必须考虑热变形。     

考虑磨削热变形的表面微观形貌建模与仿真

针对磨削热引起的工件热胀冷缩效应对磨削后的工件表面微观形貌的影响,提出一种考虑磨削热变形影响的磨削表面微观形貌建模方法。假设磨粒为正四面体建立砂轮形貌;根据磨削运动学原理,建立考虑磨削热变形效应的单颗磨粒三维切削轨迹,并结合砂轮形貌与单颗磨粒轨迹,建立磨削表面微观形貌预测模型,通过磨削实验对仿真结果进行验证,结果为该模型最小误差仅0.135%,最大误差为13.31%,验证了在磨削热变形效应影响下的仿真结果的准确性。     

精密丝杠加工误差数学模型分析

分析了热变形和残余应力对精密丝杠加工误差的影响 ,建立了精密丝杠温度分布和热变形数学模型 ,提出了基于能量守恒定律、采用平均线膨胀系数的丝杠热变形简化计算方法。分析了磨削残余应力对精密丝杠尺寸变化的长期影响及计算方法。     

滚珠丝杠磨削加工热变形误差的分段补偿方法

在分析滚珠丝杠磨削过程中热变形误差变化的基础上,提出一种基于有限元法的确定螺距热误差分段补偿量的算法,并通过具体算例说明了该方法的计算过程,为保证滚珠丝杠的磨削加工精度提供了手段。     

丝杠磨削加工热变形误差分析

对于导热问题的求解常用两种方法:有限差分法和有限元法。在丝杠磨削加工中,由磨削热引起的热变形误差是影响丝杠精度的一个主要误差。本文利用有限差分和有限元两种方法对磨削热引起的误差进行了分析,并对理论数据进行了对比。     

Thermal deformation simulation for an internal grinding cirque by finite element method

An implicit finite-element code is employed to study the internal grinding process of carbon steel Q235 cirque, and its temperature field and thermal deformation are obtained. The method of thermal load calculation is proposed, a 2D finite element model is developed, and analysis steps are introduced. The diameter of the cirque is 150 mm and that of the inner hole is 56.24 mm. By adopting the clamps of surface locating and three-jaw chuck, it is found that, during the grinding process, the workpiece is in an elastic–plastic state, far from thermal-softening state. The thermal deformation of the ground cirque is basically symmetrical in a diamond shape, but the deformations of the inner circle and the outer circle are not uniform, and the inner circle thermal deformation may be negative or positive. Such different thermal displacements will produce shape error and dimension error in the inner hole. Through comparison of the two clamping modes, it is found that the precision of the surface locating is better than the three-jaw chuck. The symmetrical property of the thermal deformation of the cirque and the comparison of two clamping modes indicate that the computation is valid.     

基于接触热阻的磨齿机电主轴热特性分析

大规格数控成形磨齿机高速电主轴系统在加工过程中产生大量热量,导致砂轮主轴产生相应热变形,影响加工精度。针对这一现象,提出了一种考虑接触热阻的瞬态热-结构耦合分析方法。该方法基于分形理论,利用W-M分形函数表征结合面接触状态,使用均方根测度法对分形参数进行识别。结合基体热阻和收缩热阻的影响计算结合面间总接触热阻,并计算热源发热量及各部件的对流换热系数,建立了综合考虑内部热源、边界条件和接触热阻的综合有限元模型,获得热误差仿真结果。分析电主轴温度及热变形在是否考虑接触热阻情况下变化差异。最后建立电主轴系统热误差测量试验平台,通过试验验证了该方法的准确性和可靠性。通过仿真得到温度及热位移量与实验值基本一致。     

高效深磨中磨削温度和表面烧伤研究

介绍了一种高效深磨的磨削热模型——圆弧热源模型，该模型和直线倾斜平面模型相比改进了温度的预测；给出了圆弧热源磨削温度的积分公式和量纲一温度计算式；详细分析了热流量，推导了工件、砂轮、磨削液和磨屑的对流因子计算公式，在此基础上给出了最大接触温度的计算公式；使用J形热电偶测量了磨削接触面接近磨削烧伤时的最高磨削温度和磨削液沸腾的温度。实验结果与理论计算值对比表明，测量温度与理论计算温度有极好的一致性。     

Study on thermal induced preload of ball bearing with temperature compensation based on state observer approach

The internal contact feature and thermal induced dynamic preload is essential for ball bearing, which is one of the key issues for thermal instability and stuck problems at high rotation speed. This paper presented a thermo-mechanical coupling model for angular contact ball bearing with preload and temperature compensation, for the purpose of dynamic preload monitoring. Based on the verified thermal balance equations, thermal deformation and thermal induced preload were achieved and feedback to the original local approach of heat generation calculation. Then, the nonlinearity and uncertainty heat transfer characteristic was considered via a state observer to verify the calculation process. The state variable of bearing’s temperature rise was defined and a state observer with proportional-integral term was designed. The difference between experimental data and calculation result was feedback by the observer to control the heat transfer and preload solving process. Thus, the real-time temperature rise, thermal deformation, and dynamic preload of bearing’s internal assemblies were obtained.     

大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形精确设计和干涉消除

针对在加工大导程滚珠螺母时,可能会出现砂轮磨杆与螺母端面发生干涉的问题,从滚珠螺母磨削加工的基本方法出发,依据砂轮回转面与被加工螺母内滚道面包络的接触线是一条空间曲线的原理,建立任意安装角度下砂轮回转曲面的计算模型,并将此计算模型用于解决大导程滚珠螺母加工干涉问题.提出在保证加工时不发生干涉的前提下,选取砂轮最佳安装角和中心间距参数的方法以及在此参数下砂轮廓形的拟合优化方法.该方法计算简单、可以随时根据安装角和中心间距参数值对砂轮廓形进行修整,以保证磨削精度.以某型号大导程滚珠螺母为例,完成在保证不发生干涉的情况下相关工艺参数的选择以及砂轮廓形的优化设计,对结果进行误差分析,验证了方法的有效性.     

拱顶储罐承压圈型式与承载能力的关系

拱顶储罐与浮顶储罐的最大差别是前者要承受一定的内压，承压圈是连接顶盖（球壳）与筒供的主要受力构件。在现行设计规范中，承压圈通常是角钢型的，但当储罐趋于大型化时，角钢型承压圈无法承受一定的设计内压。对内压作用下具有三种结构型式承压圈（角钢型，圆锥壳型，圆环壳型）各种容积的拱顶储罐进行了比较全面的强度分析与稳定性分析。最后对三种结构型式的拱顶储罐的变形方式，应力状态，塑性变形历史，塑性极限压力，弹性失稳临界压力进行了分析与对比。     

轴的校直及校直载荷计算

从弹塑性理论出发以圆截面轴为例对校正应力与残余变形进行了分析研究,提出了在给定弯曲误差下的校正载荷的计算公式。     

表面纹理对旋转轴唇形密封性能的影响

在唇形密封圈唇端两侧设置整齐排列的圆形、正方形和等边三角形3种凹坑纹理形式,建立具有表面纹理的旋转轴唇形密封圈的有限元模型,并分析获得密封面静态接触压力和变形系数矩阵;建立综合考虑混合润滑和空化及表面纹理形状影响、耦合流体场和弹性变形场的唇形密封圈接触区域密封数值计算模型,并建立集有限元分析与数值计算于一体的唇形密封圈接触区域泵吸率计算流程。计算结果表明:表面纹理结构使得密封唇与轴的接触压力相对下降,且有效地增大唇形密封圈的膜厚并改善泵吸效果;相较于圆形和正方形纹理,三角形纹理对唇形密封圈的改善效果最佳。但表面纹理结构在改善密封区域润滑状态的同时,也造成密封动态压力的波动,且三角形纹理的影响更显著。