论文部分内容阅读
随着机械设备精度要求不断提高,对机械装备整机静态刚度,动态刚度、阻尼性能的研究和设计的要求也随之提高。机械结合面静、动态接触刚度和阻尼既是反映机械结合面接触特性的基础参数,也是决定整机静、动态性能的关键参数。因为在分析结合面接触刚度、阻尼时,需要借助机械加工表面形貌中的微凸体半径R、密度η以及均方根粗糙度σ这三个微凸体表征参数,而这三个微凸体表征参数又与加工方法以及加工参数(切削、磨削用量)之间存在一定的关系;所以,分析加工参数对三个微凸体表征参数的影响,可以间接地揭示出不同切削用量对结合面静、动态接触刚度和阻尼的影响,进而可以从提高机械装备整机静态、动态性能的角度,对机械加工方法和切削参数进行逆向设计。因此,本文从建立形成结合面的表面形貌仿真模型,提取仿真表面形貌中的三个微凸体表征参数,分别建立三个微凸体表征与加工参数的理论预测模型展开研究,旨在分析加工参数对结合面接触刚度、阻尼的影响规律,进而为提高机械设备整机静刚度,动态刚度、阻尼性能提供理论支撑和技术方案。1、建立典型加工表面形貌的仿真模型。建立考虑加工参数、自激振动、随机影响影响因素综合影响的端面车削、磨削工件表面形貌的理论仿真模型。利用Matlab软件仿真处对不同加工参数、振动下的端面车削、磨削工件表面形貌,并通过实验分析出端面车削工件表面形貌仿真模型仿真效果:相同加工参数下,模型仿真与实验样件形貌中微凸体高度均值相对误差在9%-24.9%之间,微凸体高度均方根值相对误差在26.11%上下波动。该仿真模型能较好的仿真实际端面车削工件表面形貌,从理论上真实反映加参数对端面车削工件表面形貌影响规律。2、加工表面接触特性相关表征参数提取。基于高阶矩谱分析并借助Maltab软件从仿真表面形貌中成功提取出微凸体半径、密度、高度均方根值。同时,利用Eviews软件分别建立起三个微凸体表征参数与切削(磨削)用量的多元线性回归预测方程。经过实验对应表面中三个微凸体表征参数,为分析不同加工参数对结合面接触刚度、阻尼奠定基础。3、加工参数对结合面静、动态接触刚度和阻尼的影响规律。通过引用以往学者基于粗糙表面的等效单平面假设,建立不考虑相互作用的结合面法向受载静、动态接触特性参数计算模型。从理论角度分析不同加工参数对法向受载的结合面静态接触载荷与刚度、接触载荷与动态接触刚度以及接触载荷与阻尼的影响规律,并将结合面接触刚度、阻尼实验测量系统测量结果与理论分析结果进行对比,对比后发现:实验测量出的不同加工参数对结合面接触载荷与静态接触刚度,接触载荷与动态接触刚度以及阻尼的影响与理论分析对应结果有相同的规律。