圆锯片热变形的研究(一)——盘状薄圆锯片的热压曲现象——

摘要

经过适张度处理,圆锯片发生碟状变形,为了说明在圆锯片半径方向由于温度分布不均匀而产生的热变形及热压曲现象,本研究采用具有碟状变形而不带槽的薄圆锯片,在宽频带区激振同时提高温度梯度,在一定转速下进行模拟试验。详细探讨了圆锯片波节直径数的变形模态(N)和波节直径数振动模态(n)的变化。热变形过程在下列情况下进行:(1)在温度梯度小的初期阶段里,圆锯片变形很小还保持初始状态,由于热膨胀产生热应力,然后,随着温度梯度增大,n≥2以上固有频率逐渐降低。相反,当 n=0,1时固有频率逐渐升高。在这个温度区域,圆锯保持初期形状没有变形,应力状况同样保持均衡,在平面状态时,这时的实验值与理论计算值一致。(2)随着温度梯度增大,固有频率降低,在 n=2或 n=3时的逆向行波振动频率接近于临界转速状态时,由于温度分布而产生的热膨胀增大部分使圆锯片从碟形状态恢复到平面状态,这时热应力不增加,固有频率几乎不变化。(3)圆锯片变为平面状态,暂时不发生变形,在临界转速状态下,动态不稳定的 n=2,及 n=3的逆向行波的振幅却增大,在运行过程中又回复成碟形。(4)回到初期的碟状变形时,热应力不再蓄积而被释放出来。在许多个变形模态 N=3,N=5及 N=2时的变形急剧增大而产生热压曲,N=3时压曲时的变形最大,理论计算与最低温度梯度时的压曲模态一样。还有,理论上在温度梯度增大过程时,固有频率为0时,产生热压曲,在本实验里,固有频率不会变为0。(5)产生热压曲后,即使温度梯度增大,压曲变形量几乎没有变化,但振动振幅增大。