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主轴式滚磨光整加工弹塑性接触力修正计算被引量：3: 2020年; 目的基于对主轴式滚磨光整加工弹塑性接触力修正系数研究的思路,探究主轴式滚磨光整加工过程中工件及滚抛磨块之间的碰撞接触力与碰撞接触速度之间的定量关系。方法采用EDEM系统中的Hertz-Mindlin接触模型进行模拟仿真,首先以Hertz接触理论以及牛顿第二定律为基础,推导弹性正面碰撞接触力与碰撞接触速度之间的关系表达式,然后在Thornton弹塑性假设的基础上建立滚抛磨块与工件之间弹塑性接触力与碰撞接触速度之间的关系表达式,并将不同转速下工件与滚抛磨块之间的弹塑性正面碰撞接触力计算结果与实验测试结果进行对比分析,最后通过量化结构变位系数进一步修正弹塑性接触力计算公式。结果基于Hertz接触理论、牛顿第二定律以及Thornton接触力学模型,推导了出速度修正系数表达式,且速度修正系数在0.32~0.58之间。同时考虑结构变位修正系数,基于Matlab,经过试算求得结构的变位修正系数在0.50~2.41之间,修正后的弹塑性接触力计算结果与实验测试结果的相对误差在0.122%~8.901%之间。结论滚抛磨块与工件之间的弹塑性接触力计算公式,理论依据充分,参数明确,可以为滚磨光整加工实际工艺制定提供可信的计算方法。; 王娜杨胜强赵婷婷曹波赵恺; 关键词：HERTZ接触理论修正系数

大负载功率超声纵弯谐振变幅器谐振特性的研究与试验: 大负载功率超声纵弯谐振变幅器在旋转超声加工、超声清洗、金属疲劳检测等领域应用广泛,针对大负载工具的应用现状,对阶梯环盘负载与变幅杆组成的功率超声纵弯谐振变幅器进行了设计研究。基于Mindlin中厚板理论,建立了纵弯谐振变...; 吴霄秦慧斌牛金荣付俊帆吕明; 关键词：大负载变幅器; 文献传递

基于JKR模型的湿式滚抛磨块离散元参数标定被引量：17: 2019年; 目的确定湿式滚抛磨块在接触过程中各相关物理性能参数的取值。方法基于EDEM离散元仿真模拟,选取系统中"Hertz-Mindlin with JKR"接触模型,以休止角为评价指标,对湿式滚抛磨块离散元模拟的最优参数组合进行标定。首先运用Plackett-Burman试验选取对湿式滚抛磨块有显著影响的3个参数项(湿式滚抛磨块间的滚动摩擦系数、碰撞恢复系数和JKR表面能),然后用最陡爬坡试验确定出显著性参数的最优区间,最后通过响应曲面法(Box-Behnken)分别对休止角和相对误差与3个显著性参数的回归模型二次多项式进行方差分析,并寻找最优参数组合。结果得到了最优参数组合解:磨块间滚动摩擦系数为0.0597,碰撞恢复系数为0.7444,JKR表面能为0.1J/m2。运用最佳参数组合进行仿真分析,得到休止角的均值为27.17?,与实验的休止角相对误差为0.6%。结论使用该方法进行湿式滚抛磨块离散元物理性能参数的标定具有可行性,不仅可以为实现仿真模拟的参数确定提供依据,同时可为其他非规则形状散体的参数测定提供参考。; 曹波李文辉王娜白小云白小云

超声辅助磨削杯形砂轮变幅器设计与试验被引量：1: 2020年; 超声辅助磨削在硬脆材料的加工中应用广泛。为研制以杯形砂轮为加工工具的超声辅助磨削主轴附件式工具系统,建立了杯形砂轮变幅器的理论模型,推导了其频率方程,并通过Matlab开发了杯形砂轮变幅器设计软件。利用该软件结合有限元分析对杯形砂轮变幅器进行了设计。将研制的杯形砂轮变幅器与BT40刀柄一体化外套筒、导电滑环装配组成了杯形砂轮超声辅助磨削主轴附件式工具系统。对该超声振动系统进行了阻抗分析试验及超声谐振试验,结果表明,该超声振动系统阻抗性能较好,能够使杯形砂轮产生稳定的超声振动,验证了所提出的设计方法的正确性,为主轴附件式超声磨削装置的设计提供了理论参考。; 牛金荣秦慧斌冯毅周瑞峰吕明; 关键词：有限元分析

相机标定精度外界影响因素仿真及实验研究被引量：17: 2016年; 以张正友相机标定方法为基础,分析了影响相机标定精度的主要外界因素,给出了在这些因素的影响下,标定所得相机参数的分布曲线.仿真及实验分析表明,在张正友标定方法中,相机标定板张数最好不少于20张;在相机视场范围内,当特征点为110个时,单位网格长度应控制在6～14 mm之间,此时获得的有效焦距最稳定;当棋盘网格单位长度为1o mm时,棋盘标定板上的特征点应保证在150个以内,此时主点坐标获取稳定;噪声方差与重投影点误差基本呈正比例增大.研究结果对相机标定精度的提高有一定的参考价值.; 陈晓燕董志国轧刚刘建成; 关键词：几何光学相机标定误差分析

超声磨削杯形工具变幅器的设计与试验分析被引量：4: 2018年; 为得到更为有效的设计理论,将杯形工具变幅器分为圆锥形变幅杆、圆盘和圆管三部分,利用Mindlin中厚板理论求得圆盘的位移、转角、弯矩和剪力的解析表达式,并建立了圆锥变幅杆和圆管的位移与应力函数关系。通过振动单元之间的连续条件以及振动单元的边界条件,建立了杯形工具变幅器整体的频率方程。基于此理论设计了杯型工具变幅器,通过有限元模态分析、阻抗分析试验和超声谐振试验对设计理论进行了验证。仿真结果表明,变幅器的谐振频率与设计频率相符合;试验结果表明,谐振系统的实测频率与设计频率相符合。试验结果验证了杯形工具变幅器设计方法的正确性,为超声磨削系统的设计提供了理论依据。; 牛金荣秦慧斌付俊帆吴霄吕明; 关键词：超声磨削变幅器谐振特性

非磁性外圆表面磁性磨粒光整加工实验研究被引量：8: 2018年; 目的对比不同类型磁性磨粒的光整加工效果,找出加工效果较优的磁性磨粒以提高非磁性外圆表面的光整加工质量。方法以6061铝合金管为研究对象,在相同条件下采用不同类型的磁性磨粒进行光整加工实验。采用粗糙度测量仪测试试件加工前后粗糙度值的变化。使用电子天平测试试件加工前后的质量变化,得出不同类型磁性磨粒加工的材料去除率(MRR)。运用超景深显微镜观测试件加工前后的形貌变化,进一步对比不同类型磁性磨粒光整加工的效果。结果采用粘结法磁性磨粒光整加工时,Ra值从初始的0.326μm减小到0.286μm,Rz值从初始的2.34μm减小到1.95μm,MRR为0.26μm/min。采用简单混合磁性磨粒光整加工时,Ra值从初始的0.346μm减小到0.303μm,Rz值从初始的2.42μm减小到2.09μm,MRR为0.195μm/min。采用粘弹性磁性磨粒光整加工时,6 min后达到加工极限,Ra值从初始的0.332μm减小到0.146μm,Rz值从初始的2.25μm减小到1.05μm,MRR为0.651μm/min。结论与其他类型的磁性磨粒相比,采用粘弹性磁性磨粒光整加工非磁性外圆表面时,加工效果最优,试件表面质量得到大幅度提高。; 赵文渊李文辉白小云白小云李秀红; 关键词：磁性磨粒粘弹性表面粗糙度外圆表面

基于液体磁性磨具的相对式磁极头设计及实验研究被引量：3: 2019年; 目的研究磁极头的形状和工作方式,以提高液体磁性磨具对铝合金板的加工均匀性和加工效率。方法首先对液体磁性磨具光整加工机理进行分析,并对上磁极头进行理论分析计算,据此提出三种上磁极头设计方案,同时对磁极头最佳运动方式做出阐述,然后使用Maxwell仿真软件进行磁场仿真,根据最佳方案搭建实验平台,进行光整加工实验。结果根据仿真结果确定,采用镶嵌分布瓦形永磁体的方式设计磁极头,并使上下相对布置的磁极头同步旋转,可以使磁场能量聚集在加工区域,磁感应强度最高的部位可达0.42 T,从而增强磁极头对液体磁性磨具的带动作用,提高加工效率。对铝合金平板的加工实验表明,磁极头转速越大,工件表面粗糙度值Ra下降越快,铝合金平板表面粗糙度值从0.8μm降到了0.3μm,但是当磁极头转速达到606 r/min时,其加工效果开始变差,因此加工时应根据工件表面质量要求选择适当的转速。结论使用基于液体磁性磨具的相对式磁极头对铝合金平板进行表面光整加工,可以提高加工均匀性和加工效率。; 范璐李唯东杨胜强杨胜强; 关键词：液体磁性磨具磁感应强度

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究被引量：8: 2018年; 通过对TC4钛板上钻削?0.1mm微孔的研究,建立了一种能够精确预测钻头所受钻削力的切削力模型。利用解析法分别将主切削刃和横刃离散成一系列斜角切削单元和直角切削单元;应用Deform软件,并充分考虑微细加工中特有的尺寸效应,模拟出每个单元所受的力;建立切削单元的局部坐标系与整个钻头的整体坐标系,将每个切削单元所受的力转化为整个钻头所受的力,进而求出整个钻头的轴向力与扭矩。通过多组工艺参数的仿真与实验,表明该切削力模型能够比较精确地测出微钻削过程中的钻削力。; 王凯旋董志国轧刚刘建成; 关键词：TC4钛合金尺寸效应

钛合金轴向超声振动微钻削的钻削力与毛刺研究被引量：4: 2022年; 针对TC4钛合金普通微钻削中存在的切削力大、断屑难和出口毛刺尺寸大等问题,对TC4钛合金板采用轴向超声振动辅助进行0.9 mm微孔钻削Deform-3D仿真和试验研究,根据轴向超声振动微钻削的切削特性,通过仿真对比分析轴向超声振动钻削和普通钻削的切削力,通过试验对比分析轴向超声振动钻削和普通钻削的切削力和出口毛刺,并分析钻削轴向力随进给量的变化规律。结果表明,超声振动钻削的轴向力相较于普通钻削可以降低30%左右,超声振动钻削和普通钻削均随着进给速度的增加而增加,超声振动钻削孔出口毛刺相较于普通钻削分布更加均匀。; 朱徐辉董志国丁艳红刘沛林侯张敏; 关键词：微孔钻削 DEFORM-3D 毛刺

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太原理工大学精密加工山西省重点实验室

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