三维复杂槽型铣刀片力热实验研究及物理场分析

对波形刃铣刀片(前刀面为波形曲面)进行了力热实验研究及物理场分析.进行铣削力实验,建立了波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数.在受力密度函数的基础上,对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度实验基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;又在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下的等效应力的分布规律和受力变形状况.以上工作为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

三维复杂槽型铣刀片物理场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃（前刀面为波形曲面）铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片物理场分析。在已建立的铣削力数学模型的基础上,建立波形刃铣刀片前刀面的受力密度函数;在受力密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行应力场分析;在铣削温度数学模型基础上,建立波形刃铣刀片表面受热密度函数;在受热密度函数的基础上对波形刃铣刀片进行温度场分析;最后,对波形刃铣刀片的温度场和应力场进行耦合分析,探讨耦合情况下等效应力的分布规律和受力变形状况。     

铣刀片槽型优化系统的开发

在可转位铣刀片槽型和温度场的研究过程中,为了获得切削性能优良的可转位铣刀片和对铣刀片槽型进行实时优化,进行了铣削试验;基于模糊数学理论进行了铣削温度场的模糊综合评判,以模糊综合评判的结果为驱动和刀片性能评价依据;基于遗传算法提出了铣刀片槽型的优化算法.利用Visual C++开发平台和OpenGL技术开发了槽型优化设计系统,对铣刀片槽型优化问题进行了系统的研究.论文的解析方法和研究结果,在提高计算精度和计算效率的基础上,对铣削温度场解析、铣刀片性能评价和铣刀片的优化设计,具有重要的参考价值和应用价值.     

铣刀片槽型优化系统的开发

在可转位铣刀片槽型和温度场的研究过程中，为了获得切削性能优良的可转位铣刀片和对铣刀片槽型进行实时优化，进行了铣削试验；基于模糊数学理论进行了铣削温度场的模糊综合评判，以模糊综合评判的结果为驱动和刀片性能评价依据：基于遗传算法提出了铣刀片槽型的优化算法．利用Visual C^＋＋开发平台和OpenGL技术开发了槽型优化设计系统，对铣刀片槽型优化问题进行了系统的研究．论文的解析方法和研究结果，在提高计算精度和计算效率的基础上，对铣削温度场解析、铣刀片性能评价和铣刀片的优化设计，具有重要的参考价值和应用价值。     

波形刃铣刀片受力密度函数的研究

为建立铣刀片瞬态铣削力模型，进行了铣削力试验，对铣削力数据进行了采集，并对铣削力的试验数据进行了分析及数据拟合；建立瞬态铣削力数学模型及铣削力受力密度函数，同时对受力密度函数曲线及曲面进行了模拟，为波形刃铣刀片的应力场分析及评价提供理论依据．     

三维复杂槽型铣刀片粘结破损影响因素研究

本文重点分析了铣刀片温度场对粘结破损的影响,同时研究了应力场、切削参数、切削速度、刀片几何参数等因素对三维槽型铣刀片粘结破损的影响,为进一步建立铣刀片抗粘结破损性能的评判原则以及三维复杂槽型刀片的槽型优化提供重要的理论依据.     

波形刃刀片表面受力密度及应力状态分布规律

为进行三维复杂槽型铣刀片切削性能及槽型优选,针对哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片,进行表面受力密度分布规律及应力状态的研究.在已建立的铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及刀-屑接触面积的试验,建立波形刃铣刀片前刀面受力密度函数;对表面受力密度函数进行定量分析计算并进行三维图形表示,分析其分布规律;应用弹性力学方法对波形刃铣刀片进行应力状态分析,理论分析结果与铣刀片应力场分析结果吻合较好.该研究成果为解决自动化生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优化技术的研究奠定了理论基础.     

面铣刀三维应力场有限元分析及模糊综合评判

针对铣刀片应力场分析问题，以ANSYS的内部开发语言APDL为开发工具，建立了三雏铣刀片参数化模型，基于切削实验，获得切削力作为面铣刀应力场分析的边界条件，对铣刀片应力场进行有限元分析，从而得知，刀尖及参加切削的切削刃处应力最大，然后向四周均匀扩散，刀片应在离刀尖微远处容易发生破损．运用模糊数学理论建立了对铣刀片应力场进行的模糊综合评判标准，以确定铣刀片应力场的优劣．     

基于温度场分析的刀具粘结破损实验研究

针对哈尔滨理工大学开发的三维复杂槽型波形刃铣刀片和平前刀面铣刀片,对耐热钢的面铣加工进行刀片粘结破损的实验研究。首先,进行铣刀片三维温度场有限元分析,预测出波形刃铣刀片的抗粘结破损性能优良;其次,通过实验揭示不同铣刀片粘结破损失效形式的差异;在粘结破损实验的基础上,对铣刀片粘结破损机理进行分析。上述研究成果为解决自动化生产中刀具破损问题及槽型优选技术的研究打下理论与试验基础。     

波形刃铣刀片受力密度函数的研究及其应力场分析

以哈尔滨理工大学开发的波形刃(前刀面为波形曲面)铣刀片为例,进行三维复杂槽型铣刀片前刀面受力密度函数的研究.在已建立的波形刃铣刀片铣削力数学模型的基础上,通过铣削力试验以及切屑与前刀面接触面积的试验,建立铣削力及接触面参数的试验公式;进一步建立包含接触面参数的铣削力方程;经过两次偏导数并进行矩阵变换得到三维复杂槽型铣刀片曲面前刀面的受力密度函数,根据以上结果对波形刃铣刀片进行应力场分析,从而为槽型优选技术的研究打下理论基础.     

矿用汽车盘式制动器的数值模拟及分析

根据能量耗散与应力分析理论,结合制动器摩擦副的结构尺寸及制动工况,建立摩擦副三维有限元模型并模拟矿用汽车的紧急制动工况,得到制动盘的温度场、应力场以及热-结构耦合场的分布情况。对比它们的分布情况,获得制动盘温度场和应力场相关分布规律。结果表明:二者之间有较强的耦合特性,且热-结构耦合场较单纯温度场、单纯应力场的准确度有较大提高。研究结果对研制高性能制动器具有理论价值,并为改善制动器工作条件提供技术帮助。     

T型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟

基于SYSWELD的焊接分析功能,采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况,应用SYSWELD软件的校正工具对三维高斯热源进行校核.考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系,建立焊接过程的数学模型和物理模型,以不锈钢X5CrNi1810为例,对T型接头进行三维动态模拟.结果表明:随焊接速度的减小,热循环在高温时刻停留时间增加,冷却速度减慢;随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力,最后趋向零.     

框类整体结构件铣削加工顺序的有限元模型

为了控制尺寸大、形状复杂的航空框类整体在铣削加工时产生的变形,建立了铣削加工时的变形场和温度场的有限元模型.在深入研究残余应力施加、动态切削载荷、约束转换等铣削加工模拟关键技术的基础上,采用热力耦合模式进行了求解.利用该模型对整体框类结构件进行了奇偶铣削、偶奇铣削和顺序铣削三种加工顺序的有限元模拟.结果表明,三种模拟结果中奇偶铣削加工得到的结构件的变形最小.该模型对三种加工顺序的模拟结果与试验结果一致,可用于预测整体结构件的加工变形.     

基于应力场的高速面铣刀安全性研究

针对高速面铣刀切削加工过程的特点,在刀具可靠性分析基础上建立了高速可转位面铣刀的应力场模型和刀具及其组件的安全性判据.通过有限元分析,获得了切削力和离心力对高速面铣刀应力场影响规律,并获得了刀具安全转速.高速面铣刀切削试验结果表明:基于应力场分析开发的高速面铣刀,在其安全转速范围内应力场分布状态较好,并在切削速度为2 010 m/min时达到最佳的切削性能.     

AD1130电主轴温度场的虚拟仿真分析

分析了高速电主轴中电机的损耗发热和轴承的摩擦发热,运用有限元分析软件ANSYS建立了电主轴温度场的有限元分析模型,对电主轴的温度场进行了分析。     

车削温度场的可视化研究

在进行车削温度场的研究中,为实现车削温度场的可视化,应用传热学理论和热源法建立了车削温度场的数学模型。利用Visual C++开发平台,结合三维数据场可视化技术和OpenGL技术,把由车削温度场数学模型计算得到的大量数据点转化为直观的、可交互的图形信息;开发了车削温度场的可视化平台,实现了车削温度数据的计算和结果云图的生成算法,得到了不同切削条件下的温度-时间曲线和温度分布图,实现了车削温度场的可视化。论文的解析方法和研究结果,在提高计算精度和计算效率的基础上,对车削温度场解析、车刀片性能评价和车刀片的优化设计,具有参考价值。     

裂隙岩体裂隙网络渗流场—应力场耦合的刚体元分析

基于裂隙岩体初始裂隙网络渗流的离散数值模型，首次采用新的数值方法－－刚体元方法进行裂隙岩体裂隙网络渗流场－应力场耦合分析，既避免了经典渗流理论不考虑介质应力的不足，又克服了工程岩体稳定性分析中简单考虑水渗流作用的缺陷。