接触热阻对高速电主轴热态特性影响研究

为了研究接触热阻对电主轴热态特性的影响,建立考虑接触热阻的电主轴热模型。采用有限元方法对电主轴进行热-结构耦合分析,计算各结合面接触热阻,并利用仿真研究结合面接触热阻中粗糙度和接触压力对电主轴热态特性的影响。对电主轴的电机损耗发热和前后轴承摩擦生热进行计算。以100MD60Y4型号的电主轴为研究对象,通过三维有限元模型分析结合面接触热阻对电主轴热态特性影响,将有无接触热阻两种条件下温度场和热变形仿真结果与实验结果对比,结果表明考虑结合面接触热阻仿真内部温度场不均匀性增大、整体温度更高、热变形量更大,其仿真结果更接近实验值。     

高速压力机温度场的有限元仿真及实验研究

通过确定高速压力机的运动动力参数,分析计算了高速压力机的热源分布和对流换热系数,并获得了压力机的热边界条件.以有限元方法为基础,建立高速压力机的三维分析模型,进行了温度场变化的分析研究.分析及实验结果表明,所建立的三维压力机温度有限元模型能正确的模拟运行过程中的压力机温度场分布,为压力机热误差分析设计提供了数值分析及实...     

基于接触热阻的龙门加工中心热态性能研究

针对龙门加工中心整机热力学性能分析的需要,综合考虑机床结构特点、内外部热源的影响,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行未加载接触热阻和加载接触热阻两种情况下的稳态热分析。将加载结合面接触热阻的温度场作为载荷,对加工中心进行热变形分析。结果表明结合面接触热阻对整机温度场的分布有较大的影响,为加工中心结构优化及整机综合热误差补偿提供了理论依据。     

全陶瓷轴承动力学特性分析与应用研究

在10000r/min的高速状态下,考虑了滚动体与套圈滚道的结构弹性变形与动态接触关系,求解角接触陶瓷球轴承接触应力和变形,分析动力稳定性。采用有限元计算方法对高速陶瓷球轴承进行接触分析,对该轴承接触表面应力与变形的计算和仿真运动分析,绘制等效云图并将该轴承应用于高速主轴性能测试。基于ANSYS接触理论得出滚动接触体之间的相对滑动现象及其滚动体与套圈滚道相对运动关系,结果与已有的轴承运动的理论和实际情况相吻合。通过有限元计算模型表明对轴承的应力分布和动态响应是可行的,可以看出ANSYS对轴承的滚动接触理论分析有一定的指导意义,为进一步研究轴承动力学特性提供了更可靠的依据。     

基于有限元子模型技术的高速压力机曲轴应力集中分析

本文建立了高速压力机曲轴的有限元整体模型,分析曲轴在公称力冲击下的应力分布.建立了有圆角特征的子模型,获得在过渡圆角上的应力分布.将分析结果和许用疲劳应力进行了比较,结果表明曲轴上远小于经验公式计算所得圆角尺寸同样能够满足强度要求.     

高速精密压力机闭式组合式预应力机身接触问题研究

为研究存在于高速精密压力机组合式预应力机身结构中的接触非线性问题,文章利用接触力学和有限单元法对该问题进行了描述和分析,论述了此类接触问题的增量理论和拉格朗日乘子法接触算法。为将机身作为一个系统来进行分析以确定预紧力,选择拉格朗日乘子法作为接触算法,并结合预紧力单元解决组合式预应力机身的有限元建模问题。利用预置条件共轭梯度解法对各预紧力工况下的机身模型进行求解,获得对应的应力-应变值,总结出预紧力-变形关系图,得出,为使压力机不产生间隙和错移,预紧力取值应为2000kN。数值分析结果和试验结果表明,分析可靠度为87.42%,采用接触单元结合预应力单元求解组合式预应力机身接触问题的研究方法,可用于高速精密压力机预紧力问题研究。     

基于接触热阻的机床热特性研究

考虑机床结合面接触热阻利用有限单元法对机床整机热特性进行了深入研究。以立式加工中心整机为研究对象,建立了机床热边界条件,并对机床整机模型在有、无接触热阻两种情况下的温度场分析结果进行比较,论证了接触热阻对整机温度场分布的重要性。基于机床工作空间的形成,选定了机床整机典型位置工况,利用典型位置工况下的整机温度场分析结果,并通过热结构耦合分析方法对整机进行热变形分析。引用国家机床几何精度检验标准中的线性偏差与角度偏差评价机床整机热变形规律,结果表明机床沿Z坐标方向的热变形较大,故需对该向零部件结构或参数予以着重优化改进。     

融合联立约束法和Simulink的高速压力机曲轴动态仿真

针对高速曲柄压力机中对称布置式曲柄滑块机构,提出了一种融合联立约束法和MATLAB/Simulink的机构动态仿真分析方法。该方法首先基于机构位移闭环矢量方程,建立速度方程及加速度方程,采用达朗贝尔原理建立机构的动力学方程,并通过加速度实现运动方程与动力学方程的联立。在此基础上利用MATLAB/Simulink软件建立了机构的动态仿真模型,将动力学方程作为Function模块嵌入到仿真模型中。并在冲压力作用下对高速压力机的工作过程进行了仿真分析,快速、准确地求得了一个运动周期内压力机曲轴各个轴颈处载荷大小和方向的变化规律,验证了高速压力机的平衡机构具有良好的动平衡效果。所得分析结果为高速压力机曲轴、曲轴支撑结构和动平衡结构的设计和优化提供了重要的参考依据。     

基于ANSYS的曲柄压力机曲轴刚度分析

按变截面梁挠度理论公式对J23-80压力机的曲轴刚度进行计算,得出的挠度值与实测值相比误差为4%.利用ANSYS有限元分析软件对曲轴模型进行分析并按照两种不同的加载方式对曲轴进行加载:按曲轴变形前的均布载荷形式给曲轴加载,得到的挠度值与实测值相比,误差为1.1%;按曲轴变形后的集中力形式给曲轴加载,得到的挠度值与实测值相比,误差为12.8%.从而得出利用有限元分析法分析曲轴时应按照均布载荷形式对其加载,这样得到的分析结果才更可靠,更接近曲轴变形的真实情况.     

硼钢板与模具间接触热阻实验研究及其在回弹仿真中的应用

接触热阻是影响热冲压过程中热能传导的一个重要因素,而零件不同区域的温差则直接影响热冲压的回弹,因此,获得准确的接触热阻数值对提高热冲压回弹仿真的精度具有重要意义。基于稳态法设计了22MnB5板件与Cr7V模具钢接触热阻的测量实验,推导出接触热阻的计算公式;并按照实验方法搭建了实验平台,获得了不同压强下两者的接触热阻值;最后拟合了接触热阻与压强的关系方程。将关系方程带入某B柱的热冲压回弹仿真中,与原始仿真对比发现,改进后的仿真结果与实际实验值较为接近,证明获得准确的接触热阻与压强的关系方程可提高硼钢板热冲压回弹的仿真精度。     

高速闭式压力机曲轴的动、静态有限元分析

曲轴是压力机重要零件之一,其性能优劣直接影响到压力机的正常运转和使用寿命,尤其在高速压力机中,其强度和刚度分析是不可缺少的重要环节。为了更好地研究曲轴在工作过程中的动态特性,本文首先建立曲轴的数学模型进行理论计算,再对其进行静态和模态分析,得出曲轴的固有频率,分析振动对曲轴的影响,为曲轴的优化设计提供可靠的理论依据。     

基于热接触分析的电主轴热态特性研究

采用热接触有限元分析方法对电主轴的温度场进行了分析,并且通过实验对有限元分析模型进行了校核和验证,提出了改善电主轴热态特性的措施,对改进措施的效果进行有限元分析,分析表明改进措施具有良好效果。分析了在油脂润滑和油-气润滑条件下电主轴温升所引起的的热变形,结果表明降低主轴温升对减小主轴的热变形具有明显效果。     

非均匀入口温度场下铸轧辊辊型的三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件Marc,建立了连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑了轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温流变本构关系和接触热阻数值模型,建立了铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用fortran语言对Marc进行了二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到了轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场试验,验证了模型算法和结果的正确性。     

高速重载压力机曲轴轴承热平衡技术研究

部件热变形是影响压力机加工精度的一个重要因素。在高速重载的情况下,机床的热变形问题将显得尤为突出。本文针对压力机的热平衡技术展开研究,主要研究了曲轴上各处轴承的发热量,并依此对轴承结构进行优化,以确保机床的高效稳定运行。此外,本文研发了一套压力机温度检测与冷却系统,该系统依托机床PLC与实时温度数据,实现了曲轴轴承的自适应冷却。实际应用表明,本文提出的热平衡方法和冷却系统能有效平衡轴承温升,对于提高机床精度具有重要意义。     

铸造A356铝合金的高速热变形行为

文章针对铸造A356铝合金在高速热变形条件下的变形行为开展研究。采用等温热压缩实验,获得了铸态A356合金在温度范围为300℃~450℃,应变速率范围为0.1s-1~50s-1下的流动应力曲线,并对曲线进行了摩擦影响的修正。实验结果表明,铸态A356合金在实验条件范围内的变形机制主要为动态回复,基于动态回复条件下的位错演化理论建立的A356合金的本构方程,可以很好的预测高速热变形时的热变形行为。     

轧制态ME20M镁合金热拉伸变形行为及加工图

在变形温度为623～773 K,应变速率为0.001～0.1 s~(-1)的条件下,通过INSPEKT Table 100 kN电子万能高温试验机对轧制态ME20M镁合金进行了热拉伸实验,分析了变形温度和应变速率对材料流动应力的影响,建立了热变形条件下的本构模型及加工图。结果表明:随着变形温度的降低和应变速率的升高,轧制态ME20M镁合金的流动应力增加;建立的本构模型预测峰值应力与实验结果吻合较好,平均相对误差为5.19%;考虑应变对本构模型中材料常数影响后的预测应力值与实验值的相关度较高,平均相对误差为6.00%;最佳热加工范围为673～773 K、应变速率0.001～0.01 s~(-1)。     

数控机床电主轴单元热-结构特性动态分析

分析了高速电主轴单元热变形机理与散热机制,对主轴单元热态特性要求进行了描述,利用AN-SYS对高速电主轴进行了热-结构耦合分析。通过改变电主轴有限元模型中的边界条件,对不同转速、润滑方式、冷却结构设计、内装式电机选择条件下电主轴热-结构特性进行了对比分析。根据分析结果,提出了改善电主轴热态特性的措施,为电主轴冷却结构设计提供了参考。     

30Cr2Ni2Mo合金钢高温流变应力模型

定宽压力机作为热轧板带中重要的调宽设备,对板带的正常轧制起着关键作用。为精确模拟定宽压力机曲轴锻造过程,需要研究30Cr2Ni2Mo合金结构钢在其锻造温度区间的高温流变特性。为此,采用Gleeble-3800热模拟试验机对实验钢进行了单道次压缩实验,实测了不同变形温度(850~1050℃)和变形速率(0.1~1s~(-1))下的流变应力,并分析了应力与应变在不同变形条件下的规律,采用线性回归的方法得到与该材料峰值应力对应的Arrhenius方程模型参数,以之为基础建立了该材料高温流变应力数学模型。模型计算结果与实验结果吻合较好,为该钢种锻造过程数值模拟提供了精确的前提条件。     

热轧带钢冷却过程γ→α相变温度A_(r3)的计算

基于相变热力学和相变动力学原理,考虑变形对铁素体相变孕育期的影响,并根据Scheil叠加原理和热膨胀实验结果,理论与实验相结合,在C语言环境下编译了热变形条件下铁素体相变实际温度计算模型,分析了变形和冷却速度对铁素体相变温度的影响。用该方法进行的计算机模拟结果与实验结果比较,两者吻合良好,表明该模型能够准确计算热轧带钢冷却过程中铁素体实际相变温度,为组织性能预报提供理论依据。     

宽台面单轴四点高速压力机温度场研究

针对阻碍宽台面单轴四点高速压力机实际应用的工作温升问题,研究了高速压力机热量产生机理,建立了热源分布模型,借助于ANSYS软件工具对温度场进行了数值仿真分析,揭示了温度分布与变化规律,在此基础上设计了高速压力机油冷冷却系统。数值仿真与实验研究结果均表明,在不采取任何散热或冷却措施时,高速压力机温度持续增高,达到热平衡的时间较长,热平衡点温度较高;采取强制油冷措施,可使高速压力机较快进入热平衡状态,并可将各运动部位工作温升控制在15℃之内,满足了实际应用要求。