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题名内冷车刀设计的结构和热复合分析方法及应用
被引量:5
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作者
李天箭
刘文博
吴涛
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机构
上海理工大学机械工程学院
武汉第二船舶设计研究所研发中心
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出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期886-893,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51405347
51405300)~~
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文摘
为获得具有合理的内冷流道且力学性能好的内部循环冷却车刀结构,提出一种将结构拓扑优化设计与流固耦合有限元热设计两种设计分析方法相结合进行内冷车刀复合设计的方法。针对典型车刀的使用工况,采用带惩罚指数的固体各向同性微结构拓扑优化方法,在最大刚度条件下获得内部流道设计区域,并通过工程化重设计使得区域连通,保证刀具内部冷却液有效流动;建立流固耦合热场分析模型,以切削区域最高温度最小为目标,对刀具流道进行优化设计。设计结果表明,优化设计后的内冷刀具与传统内冷刀具相比,在相同的冷却流量、冷却液体积条件下,刀具结构的整体刚度提高、变形减少的同时,刀具最高温度有所降低,说明所提方法对内冷刀具的优化设计有效。该设计方法可以在所有循环内冷式刀具中通用。
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关键词
复合分析方法
车刀
循环内冷流道
拓扑优化
流固耦合热分析
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Keywords
design method
turning tool
cyclic internally cooled channel
topology optimization
thermal analysis of fluid-structure interaction
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH11
[机械工程—机械设计及理论]
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