機(jī)械零件熱膨脹規(guī)律影響研究.pdf

1、隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，已有工業(yè)領(lǐng)域中機(jī)械裝備精度和測(cè)量技術(shù)得到很大提升，現(xiàn)代精密工程的精度等級(jí)已經(jīng)進(jìn)入了微納時(shí)代，熱變形對(duì)于機(jī)械裝備精度的影響已然不容忽視，因此對(duì)熱膨脹機(jī)理的研究、熱誤差的減小和補(bǔ)償技術(shù)越來越受到國(guó)內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域?qū)W者的重視。研究金屬熱膨脹規(guī)律的影響因素對(duì)于分析機(jī)械裝備的熱變形機(jī)理具有重要意義，無論是對(duì)在理論基礎(chǔ)研究，還是對(duì)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的提高都具有深遠(yuǎn)的參考價(jià)值。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“機(jī)械復(fù)雜形體熱魯棒性基礎(chǔ)理論研究”(

2、項(xiàng)目編號(hào):51175142)和國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“功能形面結(jié)構(gòu)與性能的耦合建模與影響機(jī)理研究”（項(xiàng)目編號(hào):51490660/51490661）的支持下，進(jìn)行了多重實(shí)驗(yàn)探究，將常用金屬零件中具有基本幾何形體的圓棒、軸、孔型金屬試驗(yàn)件作為研究對(duì)象，針對(duì)其熱膨脹規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)性的深入探究。
　　本文主要內(nèi)容包括:
　　選取不同材質(zhì)不同形狀參數(shù)的金屬棒作為試驗(yàn)對(duì)象，通過觀察其軸向的熱膨脹量變化規(guī)律，分析其存在的影響因素。各國(guó)現(xiàn)

3、有施行的熱膨脹評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中，材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)量均使用規(guī)定尺寸的棒體，根據(jù)試驗(yàn)裝置的不同類型，運(yùn)用不同的測(cè)量方式測(cè)出其兩端熱膨脹值以獲得數(shù)據(jù)，但是測(cè)試零件形體參數(shù)對(duì)熱膨脹系數(shù)的影響這一問題并未考慮其中。所以本文選用了多種形狀參數(shù)的試驗(yàn)件通過實(shí)驗(yàn)分析形狀參數(shù)對(duì)其熱膨脹系數(shù)的影響。并建立不同溫度變化方式的溫度場(chǎng)，探知溫度場(chǎng)變化對(duì)測(cè)試件熱膨脹系數(shù)的影響。為后續(xù)熱變形理論的研究提供一定的實(shí)驗(yàn)分析參考。
　　在基于本實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)已有實(shí)驗(yàn)研究成果和

4、經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)工程中常用的軸類和孔類零件研究其徑向熱膨脹隨形體尺寸變化的規(guī)律。所設(shè)計(jì)的專用實(shí)驗(yàn)測(cè)量夾具可滿足不同尺寸零件的熱膨脹量測(cè)量，大幅縮短了因不同尺寸零件而需重新加工設(shè)計(jì)夾具的時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
　　根據(jù)機(jī)械最佳熱配合理論和熱魯棒性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，介紹了一種基于裝配體熱膨脹影響下的功能型尺寸鏈設(shè)計(jì)理論——孔軸熱魯棒性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。解決了裝備在工況下，由于熱膨脹影響使得機(jī)械零件發(fā)生變化，導(dǎo)致工況下裝配體封閉環(huán)實(shí)際尺寸偏離設(shè)