離心式滾磨光整加工的離散元法模擬過程優(yōu)化及應(yīng)用.pdf

1、離心式滾磨光整加工技術(shù)，作為零件表面光整加工技術(shù)的重要加工類型之一，在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?；陔x心式滾磨光整加工中磨料顆粒運(yùn)動的復(fù)雜性，導(dǎo)致了工藝參數(shù)確定上的困難，大大限制了其在高端市場中的應(yīng)用。本論文應(yīng)用離散元模擬的方法，對離心式滾磨光整加工中的磨料顆粒進(jìn)行了參數(shù)化和定量化分析，希望能夠幫助解決其在工藝參數(shù)確定上的相關(guān)難題。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1、通過分析離心式滾磨光整加工時滾筒的運(yùn)動狀態(tài)，確定出滾筒內(nèi)任一點(diǎn)的

2、運(yùn)動參數(shù)，并將磨料顆?？醋饕粋€整體，對其在光整加工時的運(yùn)動機(jī)理進(jìn)行分析，得到了磨料顆粒在滾筒內(nèi)形成“強(qiáng)制流動層”的原因。
　　2、為保證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)用離散元的參數(shù)標(biāo)定方法，以磨料顆粒的堆積角作為標(biāo)定對象，考慮到參數(shù)之間的交互作用，提出應(yīng)用帶有交互作用的正交試驗(yàn)法對摩擦系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，最終得到能夠真實(shí)再現(xiàn)磨料顆粒堆積角的摩擦系數(shù)組合。
　　3、在進(jìn)行離心式滾磨光整加工過程的模擬時，大量存在的磨料顆粒常常導(dǎo)致模擬的計算速度

3、過慢。對比分析了現(xiàn)有的三種提高離散元模擬速度的方法，提出通過適當(dāng)增加離散元模擬時間步長的方法，既能夠保證離散元模擬結(jié)果準(zhǔn)確性，又能夠有效提高離散元模擬計算速度。
　　4、通過應(yīng)用離散元模擬的方法對離心式滾磨光整加工過程進(jìn)行了分析，并將磨料顆粒在豎直面和水平面上的運(yùn)動與理論分析結(jié)果互相印證；在對磨料顆粒在水平方向上繞重心的自轉(zhuǎn)運(yùn)動分析中得到，磨料顆粒在滾筒內(nèi)滿足“麥克斯韋速度分布律”，不同時刻滾筒內(nèi)不同速度范圍的磨料顆粒所占顆?？倲?shù)

4、的百分比幾乎不變；以磨料顆粒在滾筒內(nèi)運(yùn)動的劇烈程度為優(yōu)化對象，確定出滾筒在給定參數(shù)下的臨界傳動比。
　　5、探索了在立式離心式滾磨光整加工過程中，不同形狀的磨料顆粒與工件之間發(fā)生的分層現(xiàn)象，即散體力學(xué)中的“巴西果效應(yīng)”和“反巴西果效應(yīng)”。
　　本文利用離散元法從多個方面對離心式滾磨光整加工過程中的磨料顆粒進(jìn)行了參數(shù)化和定量化分析。研究結(jié)果一方面完善了離心式滾磨光整加工在離散元法分析上的相關(guān)理論方法；另一方面通過對設(shè)備定型前大