在《中國制造2025》時代大背景下,制造業(yè)對零件表面質(zhì)量提出了越來越高的要求。新的需求背景下,如何應對零件表面質(zhì)量改善的挑戰(zhàn)是擺在科研工作者面前不得不克服的難題。盤類零件作為一類常用典型零件,用途十分廣泛。以航空發(fā)動機盤類零件、高端汽車輪轂為典型代表的盤類零件通常結(jié)構(gòu)趨于復雜化和多樣化,性能要求優(yōu)越,且外觀追求美觀復雜的空間曲面,給零件表面質(zhì)量的改善帶來了巨大困難,不但要求加工后表面粗糙度降低,而且要求加工必須均勻、光順,汽車輪轂對光亮度也提出了較高要求。因此,本論文進行盤類零件表面質(zhì)量提升相關技術研究,具體研究內(nèi)容如下:以立式振動拋磨為研究對象,應用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS建立了振動拋磨系統(tǒng)的多體動力學模型,應用EDEM離散元分析軟件模擬振動拋磨加工過程中磨塊顆粒激振流場體系的行為特征,并通過耦合工具EALink將EDEM和ADAMS搭建了離散顆粒與結(jié)構(gòu)動力學協(xié)同仿真平臺,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)動力約束顆粒流場和顆粒流場影響結(jié)構(gòu)動力特征的雙向動力學求解計算。以驗證仿真結(jié)果為目標,搭建了振動系統(tǒng)動力學特性測試實驗平臺,并對仿真結(jié)果進行了驗證分析。通過加工效果評價指標的實測與分析驗證了仿真參...

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景、目的與意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究目的
        1.2.3 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.3.1 設備研究及現(xiàn)狀概述
        1.3.2 理論分析與模型建立研究進展
        1.3.3 工藝參數(shù)優(yōu)化研究進展
        1.3.4 測試分析方法研究進展
        1.3.5 振動拋磨技術的再發(fā)展
    1.4 主要研究內(nèi)容
第二章 立式振動拋磨聯(lián)合仿真研究
    2.1 引言
    2.2 立式振動拋磨設備動力學分析
        2.2.1 立式振動拋磨設備簡介
        2.2.2 立式振動拋磨設備多體動力學建模
        2.2.3 基于Adams的立式振動拋磨設備動力學仿真模型的建立
    2.3 立式振動拋磨磨塊顆粒體系行為聯(lián)合仿真
        2.3.1 離散元模型
        2.3.2 仿真參數(shù)設置
        2.3.3 聯(lián)合仿真實驗驗證
        2.3.4 接觸力
        2.3.5 速度
        2.3.6 倍周期運動
    2.4 貼壁式加工實驗研究
        2.4.1 實驗條件
        2.4.2 貼壁式與自由式對試件加工的影響
        2.4.3 不同材料試件貼壁位置對試件加工的影響
        2.4.4 對應聯(lián)合仿真的加工實驗結(jié)果分析
    2.5 “器壁效應”的提出
    2.6 小結(jié)
第三章 水平一維振動拋磨設備及特性研究
    3.1 引言
    3.2 瀑布式水平一維振動拋磨設備分析
        3.2.1 設備簡介
        3.2.2 振動系統(tǒng)動力學建模
        3.2.3 雙電機的振動同步理論及分析
        3.2.4 雙質(zhì)體間接激振結(jié)構(gòu)
    3.3 五質(zhì)體對稱雙工位水平間接激振的振動拋磨裝置
        3.3.1 裝置方案的提出
        3.3.2 動力學建模分析
    3.4 水平一維振動拋磨加工特性
        3.4.1 水平一維振動拋磨應用
        3.4.2 水平一維振動拋磨試驗
    3.5 小結(jié)
第四章 水平一維振動拋磨測試與仿真研究
    4.1 引言
    4.2 測試方法概述
        4.2.1 力測試方法
        4.2.2 速度測試方法
    4.3 測試平臺搭建
        4.3.1 電動振動試驗系統(tǒng)
        4.3.2 測試容器設計
        4.3.3 測試傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        4.3.4 整體測試裝置
    4.4 試驗設計及仿真條件
        4.4.1 試驗設計
        4.4.2 仿真模型及參數(shù)設置
    4.5 測試結(jié)果分析
        4.5.1 力測試結(jié)果分析
        4.5.2 速度測試結(jié)果及分析
    4.6 仿真結(jié)果分析
        4.6.1 顆粒介質(zhì)速度
        4.6.2 接觸力
        4.6.3 磨損量
        4.6.4 信噪比分析
        4.6.5 間距對振動拋磨的影響
        4.6.6 開口對振動拋磨的影響
    4.7 小結(jié)
第五章 氣動激振一維水平振動拋磨裝置研發(fā)
    5.1 引言
    5.2 機械系統(tǒng)設計
        5.2.1 設計技術指標
        5.2.2 總體技術方案
        5.2.3 激振器類型選擇
        5.2.4 運動約束結(jié)構(gòu)選擇
        5.2.5 彈簧類型選擇
        5.2.6 隔振單元選擇
    5.3 控制系統(tǒng)設計
        5.3.1 氣動激振器工作原理
        5.3.2 控制系統(tǒng)技術指標
    5.4 實驗樣機振動特性測試
        5.4.1 氣動激振系統(tǒng)振動靜態(tài)摩擦力測試
        5.4.2 一維振動振幅測試
        5.4.3 供氣壓力對振幅的影響
        5.4.4 供氣壓力對振幅輸出穩(wěn)定性的影響
        5.4.5 供氣壓力對振動頻率的影響
        5.4.6 供氣壓力對頻率穩(wěn)定性的影響
        5.4.7 板簧剛度對系統(tǒng)振幅的影響
        5.4.8 腰型減振器隔振測試分析
    5.5 小結(jié)
第六章 盤類零件振動拋磨一致性提升研究
    6.1 引言
    6.2 航空發(fā)動機盤類零件滾磨光整加工的模擬
        6.2.1 模型的建立
        6.2.2 滾磨光整加工方案
        6.2.3 模擬設置
        6.2.4 結(jié)果與分析
    6.3 汽車輪轂外表面復合回轉(zhuǎn)振動拋磨一致性提升研究
        6.3.1 振動回轉(zhuǎn)復合拋磨方案的提出
        6.3.2 振動回轉(zhuǎn)復合仿真結(jié)果及分析
        6.3.4 一種輪轂旋振拋磨加工裝置方案的提出
    6.4 汽車輪轂外表面的重構(gòu)器壁振動拋磨一致性提升研究
        6.4.1 重構(gòu)器壁方案的提出
        6.4.2 重構(gòu)器壁振動拋磨實驗研究
    6.5 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3747119