本文主要研究内容
作者张家赫（2019）在《混联叶片磨抛机床热力耦合误差研究》一文中研究指出：近年来航空航天、工程机械以及传统行业的飞速发展,科学技术对数控机床的整机性能、加工精度的要求也在不断提高,使得并联式数控机床得到了迅速发展。在众多提升机床精度的因素中,热误差是其中的重要一环,也是机床提升精度领域的研究难点。在混联叶片磨抛机床加工时,整机系统及其关键的子结构如底座进给平台、并联机构、龙门横梁和磨抛工具头都会受到加工振颤和热应力的共同作用而产生耦合效应,即热力耦合效应,极大地影响混联叶片磨抛系统的力学性能和热学性能,对加工精度是十分不利的。已有的机床热误差研究的传统方法是对机床及其关键子结构仅进行热力学有限元分析或实验测量法。传统方法的局限性在于,若仅对机床及其子结构进行热力学有限元计算,则存在机床模型简化难以模拟真实工作状态、有限元软件计算自带误差和结果并不唯一等缺陷。若仅对机床进行实测法试验,则存在难以系统地考察机床整机性能和试验的偶然性或不可重复性等缺陷。针对以上难题,本文以实验室自主搭建的混联叶片磨抛机床为例,基于热力耦合原理的研究,对机床三大关键子结构分别进行了热源识别、发热量计算、温度场有限元分析及模态试验分析,并提出了一种基于热力耦合效应的热误差数学模型的建立方法,求解方法和验证方法。充分结合了有限元法和试验法的优势,在相互对比下验证热误差数学模型的有效性和正确性。本文的主要研究工作及成果如下:(1)研究了混联叶片磨抛机床的热变形机理,将磨抛机床划分为三大关键子结构,即并联机构、底座进给平台和横梁系统。对三大关键子结构进行了内外热源识别、发热量计算和热生成率计算。内热源和热生成率是热力学有限元分析的重要先决条件。(2)对混联叶片磨抛机床的关键子结构进行了热力学有限元分析,首先对关键子结构的温度敏感部位进行了对流换热系数试凑法,并以此为约束条件,依次对三大关键子结构进行了稳态温度场分析和瞬态温度场分析。瞬态温度场分析和热流密度分析可以作为其热变形分析的边界条件,得到了关键子结构的热变形云图和数值,仿真计算得到了节点温度值表和曲线图,完成了热力耦合数学模型中的热力学部分。(3)对混联磨抛机床进行了模态实验分析。根据模态分析的相关理论,以混联磨抛机床整机及子结构为实验对象进行模态实验,对机床的激励采用锤击法,取样方法采用变时基采样法进行实验研究。分别采用最小二乘复指数法和特征系统实现法来识别模态参数并进行结果比对优化,得出整机及关键子结构的固有频率、阻尼比和振型数据,为磨抛机床热误差数学模型的建立奠定基础。(4)提出了一种基于温度场和力学性能耦合的数学模型建模方法。选取磨抛机床关键子结构的最大热变形、最大热应力、一阶固有频率和质量进行热误差多目标优化建模。并采用响应面正交试验进行求解以及正交试验进行热误差模型验证。最终的热误差模型包含了关键子结构在磨抛机床热平衡工况下由于力和热的正负偏差,并在matlab中用算法实现了对磨抛机床力热加工误差的补偿,验证了所提出建模方法的正确性。
Abstract
jin nian lai hang kong hang tian 、gong cheng ji xie yi ji chuan tong hang ye de fei su fa zhan ,ke xue ji shu dui shu kong ji chuang de zheng ji xing neng 、jia gong jing du de yao qiu ye zai bu duan di gao ,shi de bing lian shi shu kong ji chuang de dao le xun su fa zhan 。zai zhong duo di sheng ji chuang jing du de yin su zhong ,re wu cha shi ji zhong de chong yao yi huan ,ye shi ji chuang di sheng jing du ling yu de yan jiu nan dian 。zai hun lian xie pian mo pao ji chuang jia gong shi ,zheng ji ji tong ji ji guan jian de zi jie gou ru de zuo jin gei ping tai 、bing lian ji gou 、long men heng liang he mo pao gong ju tou dou hui shou dao jia gong zhen chan he re ying li de gong tong zuo yong er chan sheng ou ge xiao ying ,ji re li ou ge xiao ying ,ji da de ying xiang hun lian xie pian mo pao ji tong de li xue xing neng he re xue xing neng ,dui jia gong jing du shi shi fen bu li de 。yi you de ji chuang re wu cha yan jiu de chuan tong fang fa shi dui ji chuang ji ji guan jian zi jie gou jin jin hang re li xue you xian yuan fen xi huo shi yan ce liang fa 。chuan tong fang fa de ju xian xing zai yu ,re jin dui ji chuang ji ji zi jie gou jin hang re li xue you xian yuan ji suan ,ze cun zai ji chuang mo xing jian hua nan yi mo ni zhen shi gong zuo zhuang tai 、you xian yuan ruan jian ji suan zi dai wu cha he jie guo bing bu wei yi deng que xian 。re jin dui ji chuang jin hang shi ce fa shi yan ,ze cun zai nan yi ji tong de kao cha ji chuang zheng ji xing neng he shi yan de ou ran xing huo bu ke chong fu xing deng que xian 。zhen dui yi shang nan ti ,ben wen yi shi yan shi zi zhu da jian de hun lian xie pian mo pao ji chuang wei li ,ji yu re li ou ge yuan li de yan jiu ,dui ji chuang san da guan jian zi jie gou fen bie jin hang le re yuan shi bie 、fa re liang ji suan 、wen du chang you xian yuan fen xi ji mo tai shi yan fen xi ,bing di chu le yi chong ji yu re li ou ge xiao ying de re wu cha shu xue mo xing de jian li fang fa ,qiu jie fang fa he yan zheng fang fa 。chong fen jie ge le you xian yuan fa he shi yan fa de you shi ,zai xiang hu dui bi xia yan zheng re wu cha shu xue mo xing de you xiao xing he zheng que xing 。ben wen de zhu yao yan jiu gong zuo ji cheng guo ru xia :(1)yan jiu le hun lian xie pian mo pao ji chuang de re bian xing ji li ,jiang mo pao ji chuang hua fen wei san da guan jian zi jie gou ,ji bing lian ji gou 、de zuo jin gei ping tai he heng liang ji tong 。dui san da guan jian zi jie gou jin hang le nei wai re yuan shi bie 、fa re liang ji suan he re sheng cheng lv ji suan 。nei re yuan he re sheng cheng lv shi re li xue you xian yuan fen xi de chong yao xian jue tiao jian 。(2)dui hun lian xie pian mo pao ji chuang de guan jian zi jie gou jin hang le re li xue you xian yuan fen xi ,shou xian dui guan jian zi jie gou de wen du min gan bu wei jin hang le dui liu huan re ji shu shi cou fa ,bing yi ci wei yao shu tiao jian ,yi ci dui san da guan jian zi jie gou jin hang le wen tai wen du chang fen xi he shun tai wen du chang fen xi 。shun tai wen du chang fen xi he re liu mi du fen xi ke yi zuo wei ji re bian xing fen xi de bian jie tiao jian ,de dao le guan jian zi jie gou de re bian xing yun tu he shu zhi ,fang zhen ji suan de dao le jie dian wen du zhi biao he qu xian tu ,wan cheng le re li ou ge shu xue mo xing zhong de re li xue bu fen 。(3)dui hun lian mo pao ji chuang jin hang le mo tai shi yan fen xi 。gen ju mo tai fen xi de xiang guan li lun ,yi hun lian mo pao ji chuang zheng ji ji zi jie gou wei shi yan dui xiang jin hang mo tai shi yan ,dui ji chuang de ji li cai yong chui ji fa ,qu yang fang fa cai yong bian shi ji cai yang fa jin hang shi yan yan jiu 。fen bie cai yong zui xiao er cheng fu zhi shu fa he te zheng ji tong shi xian fa lai shi bie mo tai can shu bing jin hang jie guo bi dui you hua ,de chu zheng ji ji guan jian zi jie gou de gu you pin lv 、zu ni bi he zhen xing shu ju ,wei mo pao ji chuang re wu cha shu xue mo xing de jian li dian ding ji chu 。(4)di chu le yi chong ji yu wen du chang he li xue xing neng ou ge de shu xue mo xing jian mo fang fa 。shua qu mo pao ji chuang guan jian zi jie gou de zui da re bian xing 、zui da re ying li 、yi jie gu you pin lv he zhi liang jin hang re wu cha duo mu biao you hua jian mo 。bing cai yong xiang ying mian zheng jiao shi yan jin hang qiu jie yi ji zheng jiao shi yan jin hang re wu cha mo xing yan zheng 。zui zhong de re wu cha mo xing bao han le guan jian zi jie gou zai mo pao ji chuang re ping heng gong kuang xia you yu li he re de zheng fu pian cha ,bing zai matlabzhong yong suan fa shi xian le dui mo pao ji chuang li re jia gong wu cha de bu chang ,yan zheng le suo di chu jian mo fang fa de zheng que xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的张家赫，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于混联机床论文,热力耦合论文,稳态热论文,瞬态热论文,模态分析论文,热误差建模论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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