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超声振动辅助铣削加工表面的摩擦学性能研究

超声振动辅助铣削加工表面的摩擦学性能研究

作者：邢栋梁山东大学

学位级别：硕士

由于超声振动辅助切削具有降低切削力、提高刀具寿命、改善表面加工质量等特点,越来越受到国内外学者的关注。合适的表面织构能够有效改善摩擦副表面的摩擦学性能已经成为广泛共识。利用超声振动辅助铣削加工技术进行表面织构的研究迄... 详细信息

由于超声振动辅助切削具有降低切削力、提高刀具寿命、改善表面加工质量等特点,越来越受到国内外学者的关注。合适的表面织构能够有效改善摩擦副表面的摩擦学性能已经成为广泛共识。利用超声振动辅助铣削加工技术进行表面织构的研究迄今未见报导,本文将对沿进给方向超声振动辅助铣削表面织构的摩擦学性能进行系统的理论及实验研究。对超声振动辅助铣削加工过程进行运动学分析,建立超声振动辅助铣削刀尖轨迹模型,并对刀尖轨迹进行模拟分析。研究结果表明,超声振动辅助铣削可以实现刀具与工件的短暂分离,但必须满足以下条件：每齿进给量与超声振幅的比值η<2,超声振动频率与主轴回转频率之比λ不为偶数,其中λ为奇数时,刀具与工件的分离最为明显。进行超声振动辅助铣削加工铝合金实验,并对加工表面形貌进行分析,研究结果表明,普通铣削加工表面存在刀具与工件黏连与鳞刺现象,而超声振动辅助铣削加工表面分布着鳞片状的加工网纹,纹理规则、均匀,而且超声振动辅助铣削加工表面的鳞片状加工网纹尺寸、密度等受主轴转速、每齿进给量和超声振幅的综合作用影响,任何一个参数的改变都会引起加工表面形貌的变化。主轴转速一定时,超声振动辅助铣削加工表面粗糙度均大于传统铣削加工(A=0m)表面粗糙度,而且表面粗糙度随着超声振幅的增大而增大。在每齿进给量和超声振幅相同的条件下,主轴转速为3000r/min时的表面粗糙度稍大于主轴转速为5000r/min时的表面粗糙度。对超声振动辅助铣削加工表面进行摩擦磨损实验研究结果表明,在磨合阶段,与传统铣削加工表面相比,超声振动辅助铣削加工表面的摩擦系数曲线波动明显减小,摩擦稳定性好,没有明显的过渡过程,并且超声振动辅助铣削加工表面的摩擦系数值稍小于普通铣削加工表面。在正常磨损阶段,与传统铣削加工表面相比,在超声振幅为5μm的条件下,每齿进给量为8μm/z时,超声振动辅助铣削加工表面的摩擦系数、表面油膜承载能力及磨损率均有明显改善,但当每齿进给量为4μm/z时,表面摩擦系数、表面油膜承载能力及磨损率并的改善不明显。在超声振幅为10μm的条件下,每齿进给量为4u m/z及8u m/z时,超声振动辅助铣削加工表面的摩擦系数、表面油膜承载能力及磨损率均有明显改善。通过Fluent软件对超声振动辅助铣削加工织构表面的流体润滑特性进行仿真研究结果表明,表面织构影响流体区域上表面的压力分布、流体流动状态、流体上表面承载力及摩擦力。流体区域上表面的压力曲线出现了上升下降的趋势。织构深度越大,宽度越小,Re值越大,越容易引起涡流等不规则流动。随着d’的增大,流体表面摩擦力增大,表面承载能力提高;随着h’的增大,流体表面的摩擦力降低,表面承载力下降;随着Re的减小,流体表面摩擦力降低,表面承载能力下降。本文的研究结果为表面织构研究领域开拓了新的研究方向。

关键词：超声振动铣削表面织构摩擦学性能流体动力学分析

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双层板结构透声性能计算和分析

双层板结构透声性能计算和分析

作者：邢栋梁华中科技大学

学位级别：硕士

双层板结构在现代工程中有着广泛的应用。比如在航海、航空领域,许多噪声就是通过这种结构传播的,双层板结构被用来提高声波的传播损失;在声学应用中,又有很多领域要求双层板结构具有很好的透声性能。因此,双层板结构在声学技术中有很... 详细信息

双层板结构在现代工程中有着广泛的应用。比如在航海、航空领域,许多噪声就是通过这种结构传播的,双层板结构被用来提高声波的传播损失;在声学应用中,又有很多领域要求双层板结构具有很好的透声性能。因此,双层板结构在声学技术中有很重要的意义,对其透声性能的分析也显得非常必要。实际的双层板透声问题往往很复杂,声波在分界面上会产生反射、透射,声波在固体层中传播时,其中不仅有与液体相似的压缩波,还有切变波。本文首先讨论入射角不大且板的厚度远小于长、宽尺寸的情形,可以近似地认为在板内仍只有平面纵波而无横波的情况,声波透射问题可近似地看作液体层声波透射问题。推导了无限双层板结构的透声系数的方程并且计算了双层板结构的透声系数。接着分别采用考虑板弯曲波的经验公式的方法和推导四周约束的有限双层板结构透声系数的计算公式计算了双层板结构的透声系数。并对三种模型下结构的透声性能做了比较分析。通过计算分析,得到如下结论:分析频段下,双层板的间距越大,板厚越小,声波入射角度越大(0°为垂直入射)时,双层板结构的透声系数越大,透声性能越好;而在三种模型中,四周约束的有限双层板结构考虑了周边约束的影响,尽管结构的透声性能也随之变差,但是它也是与实际结构最接近的模型。最后用Matlab编程实现了三种模型在不同参数时结构透声系数计算的可视化,简化了实际工程中双层板结构透声性能计算过程,为快速优化结构的透声性能提供依据,便于实际工程的应用。

关键词：透声性能透声系数双层板结构计算软件

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超声振动辅助微细铣削加工尺寸精度实验

农业机械学报 2011年第3期42卷 229-233页

作者：沈学会张建华邢栋梁董春杰山东大学机械工程学院济南250061 山东轻工业学院机械工程学院济南250353

实验研究了利用进给方向超声振动辅助微细铣削对零件加工尺寸精度的影响。以2A12为实验工件材料,利用一个超声振子带动工件沿进给方向振动进行铣槽实验,加工后对槽宽进行了精确测量。通过单因素实验分析了施加超声振动前后加工槽宽的变... 详细信息

实验研究了利用进给方向超声振动辅助微细铣削对零件加工尺寸精度的影响。以2A12为实验工件材料,利用一个超声振子带动工件沿进给方向振动进行铣槽实验,加工后对槽宽进行了精确测量。通过单因素实验分析了施加超声振动前后加工槽宽的变化,结果表明超声振动有助于减小加工尺寸偏差,而大的振幅更有利于提高加工尺寸精度;基于日本田口方法,通过全因子实验考察了主轴转速、每齿进给量、振幅对加工尺寸偏差的影响并进行了加工参数优化。

关键词：超声振动微加工铣削尺寸精度田口方法

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10000TEU集装箱船结构检验控制要点

中国水运（下半月） 2016年第7期16卷 14-16页

作者：邢栋梁中国船级社江苏分社江苏南京210011

国际航运市场的持续低迷,国际海事组织(IMO)关于航运能效设计指数标准的强制生效等多重因素影响下,有着运输速度快、装卸效率高、运输成本低等多重优势的航运市场主力集装箱船也在朝着大型化的趋势发展。本文对10,000TEU大型集装箱船的... 详细信息

国际航运市场的持续低迷,国际海事组织(IMO)关于航运能效设计指数标准的强制生效等多重因素影响下,有着运输速度快、装卸效率高、运输成本低等多重优势的航运市场主力集装箱船也在朝着大型化的趋势发展。本文对10,000TEU大型集装箱船的重点结构区域进行介绍,结合检验过程需关注的重点、检验过程中采取的措施进行总结分析,探讨在建造过程中该系列集装箱船结构重点区域的检验控制。

关键词：大型集装箱船结构设计建造检验

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走笔西海固

求是 2024年第5期 72-78页

作者：季栋梁宁夏作家协会

引子。“西海固在哪里?地图上为什么找不见?”今天,倘若在地图上按寻找一个行政区划的习惯找寻西海固,那是找不到的。1949年8月,甘肃省平凉地委成立了一个由西吉、海原、固原3县县委书记组成的“西海固剿匪肃特工作委员会”。西海固之... 详细信息

引子。“西海固在哪里?地图上为什么找不见?”今天,倘若在地图上按寻找一个行政区划的习惯找寻西海固,那是找不到的。1949年8月,甘肃省平凉地委成立了一个由西吉、海原、固原3县县委书记组成的“西海固剿匪肃特工作委员会”。西海固之名由此产生。

关键词：西海固县委书记在地图上行政区划

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靶向精细化分析的鲁棒等几何无网格配点法

力学学报 2024年

作者：齐栋梁河北水利电力学院土木工程系

现有等几何基函数的无网格表示理论虽然搭建起了无网格法和等几何分析方法的连接桥梁，但该方法并未解决高阶梯度计算复杂且耗时的问题。本文在无网格形函数再生梯度理论基础上，构建了由等几何基函数再生点定义的混合梯度基向量，提出... 详细信息

现有等几何基函数的无网格表示理论虽然搭建起了无网格法和等几何分析方法的连接桥梁，但该方法并未解决高阶梯度计算复杂且耗时的问题。本文在无网格形函数再生梯度理论基础上，构建了由等几何基函数再生点定义的混合梯度基向量，提出了一种等几何基函数梯度的无网格等价表述形式，丰富和完善了无网格法与等几何分析的无缝衔接。在此基础上，文中提出了一种鲁棒的等几何无网格配点法，该方法保证了全域内近似函数的一致性、高效性和模型局部靶向精细化的简捷性。与传统等几何基函数梯度的递推算法相比，所提方法可同步构造相应阶次等几何基函数梯度，数值实现更加简捷。文中以二维二次基函数为例，数值验证了特定影响域条件下所构造的无网格再生梯度与等几何基函数的标准梯度之间等价性。同时对比分析了所提无网格再生梯度与等几何无网格形函数直接梯度的再生条件，结果表明，等几何无网格形函数直接梯度的再生条件并不稳定，而所提等几何基函数的无网格再生梯度在不同节点序列精确满足不同阶次的再生条件，保证了配点法分析的结果收敛性。数值算例结果表明，所提配点方法相较于传统等几何配点法在局部细化问题分析方面具有更高的计算精度。

关键词：无网格法等几何配点法再生梯度局部细化鲁棒

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微细铣削铝合金表面粗糙度的实验研究

制造技术与机床 2011年第3期 30-33页

作者：邢栋梁张建华沈学会赵云峰山东大学机械工程学院山东济南250061 山东轻工业学院机械工程学院山东济南250353

利用直径为2mm的立铣刀对铝合金进行铣槽实验,研究分析切削速度与每齿进给量交互作用对加工槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:每齿进给量小于4μm时,随着切削速度的提高表面粗糙度值呈先减小后增大的变化趋势;而每齿进给量大于6μm时... 详细信息

利用直径为2mm的立铣刀对铝合金进行铣槽实验,研究分析切削速度与每齿进给量交互作用对加工槽底表面粗糙度的影响。实验结果表明:每齿进给量小于4μm时,随着切削速度的提高表面粗糙度值呈先减小后增大的变化趋势;而每齿进给量大于6μm时,随切削速度的提高表面粗糙度值先增大后减小。切削速度较低时,表面粗糙度值随每齿进给量的增大先减小后增大;但切削速度大于30m/min时,随着每齿进给量的增大,表面粗糙度值呈现逐渐增大的趋势。

关键词：微细铣削铝合金表面粗糙度切削速度每齿进给量

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铝合金Al2024铣削仿真分析与实验研究

制造技术与机床 2011年第1期 101-103页

作者：赵云峰张建华邢栋梁沈学会山东大学机械工程学院山东济南250061 参山东轻工业学院机械工程学院山东济南250353

采用有限元分析软件AdvantEdge对铝合金Al2024铣削加工过程进行了仿真研究,重点模拟分析了铣削力变化和切削温度分布情况。采用相同的切削参数在DMU-70V五轴加工中心上进行了铣槽加工实验。结果表明:仿真分析获得切削力变化曲线与实验... 详细信息

采用有限元分析软件AdvantEdge对铝合金Al2024铣削加工过程进行了仿真研究,重点模拟分析了铣削力变化和切削温度分布情况。采用相同的切削参数在DMU-70V五轴加工中心上进行了铣槽加工实验。结果表明:仿真分析获得切削力变化曲线与实验结果吻合良好。仿真分析可用于铣削加工参数及刀具寿命的优化。

关键词：铣削力铣削温度有限元分析

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两种隐形正畸序列磨牙远移的有限元比较

医用生物力学 2024年第2期39卷 326-331页

作者：李慧张栋梁北京市医用内植物工程技术研究中心北京100194 首都医科大学附属北京口腔医院北京100050

目的比较两种远中移动序列的无托槽隐形矫治在磨牙远移方面的执行效果。方法建立包含牙体、牙周膜、牙槽骨及隐形矫治器的下颌右侧7颗牙齿有限元模型,分别选用两种推磨牙远中移动对牙齿进行模拟第二磨牙远移0.5 mm的过程,采用牙槽骨重... 详细信息

目的比较两种远中移动序列的无托槽隐形矫治在磨牙远移方面的执行效果。方法建立包含牙体、牙周膜、牙槽骨及隐形矫治器的下颌右侧7颗牙齿有限元模型,分别选用两种推磨牙远中移动对牙齿进行模拟第二磨牙远移0.5 mm的过程,采用牙槽骨重建技术模拟长期牙齿移动效果。结果V型、ZC远中移动序列第二磨牙最大远中位移分别为0.27、0.34 mm,ZC远中移动执行效率增大13.34%;牙齿内倾分别矫正0.18、0.44 mm,舌侧内倾角度分别矫正1.15°、2.69°,ZC舌侧内倾矫正率提高15.01%;远端倾斜分别增大1.83°、0.84°,ZC远端倾斜角度减小54.10%。结论ZC远中移动序列方法在无托槽隐形矫治中能够更有效地实现磨牙远中移动,减少磨牙远中倾斜和矫正磨牙舌侧内倾,为无托槽隐形矫治创造前牙间隙提供有利条件。

关键词：无托槽隐形矫治牙齿移动序列下颌磨牙远移有限元分析