軸類(lèi)零件的直線度是保證其加工、裝配及使用性能的重要參數(shù),然而這類(lèi)零件常常會(huì)因?yàn)橥饬�、�?nèi)力和溫度等作用產(chǎn)生彎曲變形,校直是一道不可避免的工序。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的校直工藝在校直效率、校直精度等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距。為了提升目前國(guó)內(nèi)校直設(shè)備的先進(jìn)性,本文基于曲率描述建立了多種異型截面工件的校直模型,并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了本文提出的模型,為實(shí)現(xiàn)智能精密校直提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí),曲率描述模型為其他異形截面精密校直提供了一種新的研究思路,相關(guān)研究可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步豐富和擴(kuò)展。本文的研究?jī)?nèi)容如下:1.基于彈塑性理論,分析了壓力校直過(guò)程中的規(guī)律,從內(nèi)部應(yīng)力和外部變形兩種角度分別建立了彎矩表達(dá)式并從理論上論證了曲率校直模型的可行性。然后基于材料的彈塑性雙直線應(yīng)力應(yīng)變模型,經(jīng)無(wú)量綱化處理后,分別建立了圓形截面、管狀截面、側(cè)切D型截面和平切D型截面的軸類(lèi)零件曲率校直模型,并重點(diǎn)討論了管狀截面工件扁化率與殘余曲率之間的關(guān)系。曲率校直模型突破了傳統(tǒng)壓力校直精度和效率低下的局限性,揭示了三點(diǎn)彎校直過(guò)程中的本質(zhì)規(guī)律。2.針對(duì)校直過(guò)程中力學(xué)參數(shù)的計(jì)算問(wèn)題,建立了撓曲曲率與變形量、彎矩之間的解析關(guān)系并對(duì)不同壓點(diǎn)位置進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。同時(shí)建立了無(wú)量綱曲率與無(wú)量綱壓力之間的解析關(guān)系,并對(duì)不同壓點(diǎn)位置、壓力和截面形狀的工件進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,總結(jié)了三點(diǎn)彎校直過(guò)程中力學(xué)參數(shù)的一般規(guī)律。在校直過(guò)程中可以對(duì)相關(guān)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè),減少校直過(guò)程中的過(guò)壓裂紋和斷裂的情況,降低廢品率。3.依據(jù)實(shí)驗(yàn)的功能要求,設(shè)計(jì)并搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件選型、測(cè)控程序開(kāi)發(fā)、電磁屏蔽等工作。同時(shí),從三點(diǎn)圓、三點(diǎn)拋物線和擬合拋物線三種角度研究了曲率換算的方法并進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。為曲率校直模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證奠定了硬件基礎(chǔ)和方法基礎(chǔ)。4.分別設(shè)計(jì)單向反復(fù)彎曲和反彎校直兩種實(shí)驗(yàn)方案,分別對(duì)不同材料及截面類(lèi)型的工件展開(kāi)實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定、去噪和回歸分析,驗(yàn)證了本文提出的曲率校直模型。最后基于MATLAB軟件開(kāi)發(fā)了校直工藝參數(shù)計(jì)算和校直力學(xué)參數(shù)計(jì)算兩個(gè)實(shí)用的GUI界面。校直模型可在現(xiàn)有設(shè)備上直接推廣,可提高校直效率和精度,并不增加成本。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TH161
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 精密測(cè)量系統(tǒng)及算法研究
        1.3.2 校直行程計(jì)算方法研究
        1.3.3 校直機(jī)軟硬件系統(tǒng)研究
    1.4 目前研究存在的不足
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 異形截面工件曲率校直模型研究
    2.1 曲率校直模型可行性論證
        2.1.1 壓力校直過(guò)程概述
        2.1.2 材料應(yīng)力應(yīng)變模型
        2.1.3 曲率校直通用模型建立
        2.1.4 彎曲曲率無(wú)量綱處理
    2.2 異形截面工件曲率校直模型
        2.2.1 圓形截面
        2.2.2 管狀截面
        2.2.3 側(cè)切D型截面
        2.2.4 平切D型截面
    2.3 本章小結(jié)
第3章 校直過(guò)程彈塑性力學(xué)參數(shù)研究
    3.1 校直過(guò)程彎曲曲率與撓度
        3.1.1 理論計(jì)算模型建立
        3.1.2 數(shù)值計(jì)算實(shí)例
    3.2 校直過(guò)程整體應(yīng)力和變形
        3.2.1 等截面理論計(jì)算模型建立
        3.2.2 變截面模型演化
        3.2.3 數(shù)值計(jì)算實(shí)例
    3.3 本章小結(jié)
第4章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及曲率換算研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
        4.1.1 總體功能要求
        4.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.3 硬件設(shè)計(jì)
        4.1.4 測(cè)控程序開(kāi)發(fā)
        4.1.5 整機(jī)調(diào)試及電磁屏蔽
    4.2 曲率換算方法研究
        4.2.1 三點(diǎn)圓法
        4.2.2 三點(diǎn)拋物線法
        4.2.3 擬合拋物線法
        4.2.4 曲率換算方法比較
    4.3 本章小結(jié)
第5章 理論模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及GUI界面開(kāi)發(fā)
    5.1 實(shí)驗(yàn)思路概述
    5.2 單向反復(fù)彎曲實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)試樣軸尺寸確定
        5.2.3 圓形截面工件實(shí)驗(yàn)
        5.2.4 管狀截面工件實(shí)驗(yàn)
    5.3 反彎校直實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        5.3.2 圓形截面工件反彎校直實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 管狀截面工件反彎校直實(shí)驗(yàn)
    5.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析
    5.5 實(shí)用GUI界面開(kāi)發(fā)
        5.5.1 校直工藝參數(shù)計(jì)算GUI開(kāi)發(fā)
        5.5.2 校直力學(xué)參數(shù)計(jì)算GUI開(kāi)發(fā)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝

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