基于分形理论的钳制器接触变形与磨损的研究

摘要

在制造业的发展成长过程中，滚动直线导轨副也得到了普遍的应用，其制动能力及刚度问题也越来越收到重视，研究其附加部件—钳制器的性能也显得越来越重要。为了促进我国制造技术的进步，研究钳制器的相关技术及性能非常必要。在钳制器工作过程中其接触变形和磨损非常不好控制与检测，并且对其工作性能有很大的影响。
　　本文首先根据分形理论，在原有接触模型的基础上引入接触系数，建立适合钳制器内部制动块与导轨副、滚柱与接触副的分型接触模型。利用mat lab分析建立的接触模型中各参数对载荷—接触面积的影响，对我们加工钳制器的选材、加工工序方面提供了基础。之后根据建立的接触模型计算CP45R型号的钳制器在该接触模型下载荷—变形关系图，分析其接触过程中的变形状态，为后续对钳制器性能的研究打下基础。
　　其次，分析了钳制器在制动过程中的磨损机理，从粘着磨损和磨粒磨损两个方面建立的制动块与导轨副的磨损模型，然后分析了磨损模型中各参数对其的影响。接着分析了分形表面的接触的弹塑性变化对表面的膜的润滑特性产生影响，并且根据分形理论对实际接触面积的影响修正了磨损模型。该模型考虑了表面接触的实际情况，反映了制动块材料表面的性质对磨损的影响。
　　最后通过ABAQUS对钳制器工作过程主要是制动块的表面进行接触变形分析，对本文建立的模型的精确程度进行分析验证。

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1绪论

1.1课题概述

1.2滚动直线导轨副的简介

1.3钳制器的结构和工作原理

1.4国内外现状

1.5本文的主要内容

2钳制器接触模型的建立

2.1分型接触理论基础

2.2建立分形变形模型

2.3分形接触模型仿真计算

2.4基于分形理论的接触计算

2.5本章小结

3钳制器的磨损模型的建立

3.1建立钳制器磨损模型的目的和意义

3.2钳制器磨损机理

3.3钳制器—导轨接触面粘着磨损模型的建立

3.4钳制器—导轨接触面磨粒磨损模型的建立

3.5钳制器表面接触变形对磨损模型的影响

3.6本章小结

4钳制器与滚动直线导轨副建模分析与研究

4.1分析方法介绍

4.2钳制器导轨模型的建立

4.3接触分析过程

4.4分析结果与验证

4.5本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献