S型折叠式微悬臂梁刚度仿真与测试

为弥补现有测试微悬臂梁刚度方法中存在的不足,采用准LIGA工艺加工了一种S型折叠式微悬臂梁,对其x向和y向的刚度进行了仿真;采用自行设计并制作的刚度测试系统对该微悬臂梁进行了测试,测试结果与仿真结果的相对误差低于2%。研究结果表明:利用所设计的测试系统测试微悬臂梁刚度具有较高的准确性,为微悬臂梁进一步的优化设计和工艺改进提供了一种有效的分析手段。

关联系统动静态特征端面磨削表面创成机理

目的关联主轴系统动静态特征,研究端面磨削表面创成机理。方法以粉末冶金不锈钢316L为研究对象,首先构建关联主轴系统动静态特征的有限元模型,分析主轴系统动静态特征对砂轮端面各位置位移大小的影响。然后基于端面砂轮表面磨粒的位置和尺寸信息,建立端面砂轮磨粒三维空间轨迹方程,推导相邻磨粒运动关系式,采用轮廓搜索法确定端面磨削表面的动静态创成过程。最后,结合端面磨削加工实验,分析端面磨削系统动态、静态特征对加工表面粗糙度与轮廓度的影响规律,阐释加工表面材料去除不均匀的本质,并提出创成表面质量的参数化修正方法。结果靠近砂轮边缘的磨粒静态退让量大于靠近砂轮中心部分的磨粒静态退让量,但不同位置的磨粒动态振动量差异不大。静态退让量随切深的增加而增大,动态振动量随砂轮转速的增加而增大。结论砂轮表面磨粒的静态退让性是造成加工表面轮廓度误差的重要因素,同时主轴系统动态振动特征会影响加工表面粗糙度。分析可得,砂轮转速在400 r/min左右,与之匹配无理数转速比的工件转速和较小的法向切深,可提高端面磨削表面质量表征。

S型折叠悬臂梁应力仿真分析

针对目前S型折叠悬臂梁受外载作用时在转弯处容易发生变形、失效等问题,采用有限元法对悬臂梁转弯处的受力进行分析,推导出悬臂梁在外载荷的作用下不同位置的应力值。通过S型折叠悬臂梁本身材料的屈服应力、安全系数等参数,推算出悬臂梁在转弯处的许用载荷及屈服载荷。利用ANSYS 19.0有限元分析软件对S型折叠悬臂梁进行静态仿真验证,并将仿真出的结果与理论分析的结果进行对比验证,进一步验证理论计算的正确性。结果表明,计算载荷与仿真载荷相差2.1%,在误差允许的范围之内,说明该计算方法在S型折叠悬臂梁应用中可行。