铸铁磨削表面接触性质研究

摘要

目前，随着机械加工水平的不断提高以及铸铁材料在机床中的大量应用，人们对机械设备性能的要求逐渐提高，因此对于铸铁结合部接触性质的研究则是势在必行。目前学者们对于结合部切向接触性质的研究已经相当成熟，然而对于结合部法向接触性质的研究由于实验条件以及实验设备精度的限制，很多结论目前尚处于猜测阶段，还需要进行大量的实验研究。
　　首先，本文阐述了当前对结合部静、动态特性研究的一些结论，特别是针对目前学术界认可度较高的一些结合部阻尼产生机理做了细致的研究。将目前现有的结合部法向阻尼机理与本课题的铸铁磨削表面接触特性的实验研究结果相结合，指出了目前微观摩擦等在解释结合部阻尼产生机理时的一些明显的缺陷与不合理的地方。其次，目前一些学者以复刚度形式来反映结合部的动态特性，然而复刚度形式表述尚有一些不足之处，由于位移响应始终滞后于激振力一个相位，故而本文提出以复阻尼形式来反映结合部动态特性，较复刚度而言显得更为直观、准确。最后针对实验中出现的明显的粘弹性性质，本文指出结合部的法向阻尼应该是来源于接触层材料本身的粘弹性性质。
　　本文总结出铸铁磨削表面法向动态特性实验研究中的一些重要的结论，对滞后角以及接触刚度与激振力、激振频率与预紧力之间的关系规律进行了研究总结，然后将有油结合部与无油结合部的动态特性研究结果做了对比，并提出了有油结合部研究目前尚未解决的一些问题，同时也研究了结合部粘弹性的长期性。
　　本文最后进行结合部建模，将实验中获得的阻尼与刚度数据代入所建立的Kelvin模型与标准线性模型进行模拟计算，相较而言，标准线性模型能够准确地反映结合部的粘弹性性质。

目录

声明

摘要

论文说明

1 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 接触面建模研究概况

1．3 结合部参数辨识研究

1．4 国内外的研究现状

1．5 本课题研究方法及主要研究内容

1．6 本章小结

2 接触面的静态以及动态特性研究

2．1 接触面静态特性研究概况

2．2 结合部动态特性研究

2．2．1 工程材料的材料阻尼

2．2．2 接触面阻尼

2．2．3 流体粘滞阻尼

2．3 本章小结

3 结合部动态特性参数的数学描述

3．1 粘滞阻尼理论

3．2 复刚度

3．3 复阻尼理论

3．4两种阻尼理论比较

3．5 复阻尼表达结合部合理性验证推导

3．6 本章小结

4 铸铁磨削表面接触的法向阻尼机理研究

4．1 实验装置设计

4．1．1 实验装置设计原则

4．1．2 实验原理简介

4．2 法向动态特性研究

4．2．1 现有阻尼机理的不合理性分析

4．2．2 法向阻尼机理-粘性

4．2．3 实验中的粘弹性现象讨论

4．3 本章小结

5 铸铁磨削表面接触性质研究

5．1 阶跃激振及其响应

5．2 简谐激励响应分析

5．2．1 位移响应与激振力幅值的关系

5．2．2 滞后角

5．3 结合部建模

5．3．1 等效粘性阻尼系数

5．3．2 有限元模型

5．4 油介质接触性质

5．5 粘弹性的长期性

5．6 本章小结

6 全文总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论文和申请的专利