圓鋸片結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及疲勞壽命分析.pdf

1、近年來(lái)建筑業(yè)和制造業(yè)伴隨著工業(yè)現(xiàn)代化而快速發(fā)展，金剛石圓鋸片的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，需求量持續(xù)增加，對(duì)于圓鋸片的動(dòng)力學(xué)分析也日益顯得重要起來(lái)。圓鋸片正常工作時(shí)處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，與被切割物體彼此之間產(chǎn)生劇烈的相互作用，產(chǎn)生的局部應(yīng)力值、作業(yè)方式及工作環(huán)境將直接影響圓鋸片的使用壽命。本文將針對(duì)圓鋸片的整體應(yīng)力水平進(jìn)行研究，目的是提高整體剛度，保證使用壽命。本文采取有限元拓?fù)鋬?yōu)化的研究方法，針對(duì)圓鋸片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并研究了圓鋸片因應(yīng)力而引

2、起的壽命變化，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?、俳柚谟邢拊浖嗀NSYS采用APDL語(yǔ)言建立了人造金剛石圓鋸片的有限元模型。分析了圓鋸片在不同轉(zhuǎn)速下的預(yù)應(yīng)力情況，得出預(yù)應(yīng)力在圓鋸片研究中不可忽視的結(jié)論。研究了特定預(yù)應(yīng)力下圓鋸片的固有模態(tài)，并得出了圓鋸片固有模態(tài)存在模態(tài)疊加的結(jié)論。
　?、诮⒘藞A鋸片在工作時(shí)的載荷模型，對(duì)受到載荷作用的圓鋸片進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，針對(duì)不同位置的測(cè)試點(diǎn)對(duì)比研究了圓鋸片的應(yīng)力變化情況。研究結(jié)果表明應(yīng)力變化

3、最大的部位位于圓鋸片鋸齒齒根部，因此壽命分析也應(yīng)針對(duì)齒根部進(jìn)行研究。
　　③采用了變密度法拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)于特定工況下的圓鋸片進(jìn)行了拓?fù)浞治?，以結(jié)構(gòu)柔度為目標(biāo)函數(shù)，用體積百分比進(jìn)行約束，保證結(jié)構(gòu)的整體剛度。經(jīng)過對(duì)比分析得出了圓鋸片開十二個(gè)膨脹孔的新結(jié)構(gòu)。對(duì)圓鋸片的新結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析與對(duì)比，結(jié)果表明新結(jié)構(gòu)的圓鋸片在實(shí)際工況中逐漸出現(xiàn)了模態(tài)分離的現(xiàn)象，并且固有頻率越高，模態(tài)分離越明顯。動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果表明最高應(yīng)力依然位于鋸齒齒根部，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)研