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(dòng)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(chǎng)中的應(yīng)用。本論文應(yīng)用離散元模擬的方法，對(duì)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?jī)?nèi)容如下：
　　1、通過分析離心式滾磨光整加工時(shí)滾筒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定出滾筒內(nèi)任一點(diǎn)的

2、運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并將磨料顆?？醋饕粋€(gè)整體，對(duì)其在光整加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(shí)，大量存在的磨料顆粒常常導(dǎo)致模擬的計(jì)算速度

3、過慢。對(duì)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(shí)間步長(zhǎng)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(jì)算速度。
　　4、通過應(yīng)用離散元模擬的方法對(duì)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(dòng)與理論分析結(jié)果互相印證；在對(duì)磨料顆粒在水平方向上繞重心的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(shí)刻滾筒內(nèi)不同速度范圍的磨料顆粒所占顆粒總數(shù)

4、的百分比幾乎不變；以磨料顆粒在滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的劇烈程度為優(yōu)化對(duì)象，確定出滾筒在給定參數(shù)下的臨界傳動(dòng)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(gè)方面對(duì)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(duì)設(shè)備定型前大