磨削温度场的研究现状与发展趋势

综述了磨削温度场研究的历史、现状和发展趋势 ,介绍了有限元法和计算机仿真技术在磨削温度场研究中的作用。

基于瑞利分布的平面磨削温度场的仿真研究

考虑磨粒在砂轮表面随机分布对接触区热流密度分布的影响,基于未变形磨屑厚度的瑞利分布理论,假定流入工件的热流密度呈瑞利分布,建立了瑞利分布热源模型。采用基于有限元法的瑞利分布热源模型对典型磨削工况进行仿真计算,将计算结果与矩形分布及三角形分布仿真结果进行对比,系统地分析了热源模型、磨削液对温度场的影响规律。结合磨削实验测量值,发现基于瑞利分布的热源模型仿真结果与实验测量值吻合较好。

平面磨削温度场三维数值模拟及其试验研究

在考虑工件材料物理性能与温度的非线性关系情况下,采用三角形热源模型对一些典型的磨削工况进行了三维有限元仿真,获得了工件的温度分布。分析了热源模型、磨削液和工件材料的变物性等因素对磨削温度场的影响,得出了一些重要结论。利用热电偶法测量了磨削温度,发现有限元仿真值与实验测量值相当吻合;采用表面粗糙度仪探测了工件轮廓,验证了湿磨时磨削温度沿工件宽度方向的变化规律。

计算机仿真技术在磨削温度场中的应用

建立了磨削温度场的计算机仿真系统 ,实现了对磨削温度场的预测及优化。利用该仿真系统对干式和湿式磨削温度场进行了仿真并得出三维等温图 ,为研究各加工参数对磨削温度场的影响提供了理论依据。

高硬度涂层磨削温度场的数值仿真和实验研究

采用数值仿真和实验研究相结合的方法,分析了WC-Co高硬度涂层磨削温度场.以矩形移动热源理论为基础,结合实验加工条件和工件材料性质,通过合理的假设简化,建立了金刚石杯形砂轮磨削WC-Co高硬度涂层材料的温度场数学模型,利用有限元方法对磨削温度场进行了数值仿真,提出了涂层磨削温度的实验测量方法并对涂层表面磨削温度进行了实验研究.实验结果与仿真结果基本一致,表明所提出的高硬度涂层温度场数值仿真和实验研究方法能比较真实地反映WC-Co涂层材料在磨削过程中的温度变化情况.

平面磨削温度场三维有限元仿真及其实验研究

在考虑工件材料物理性能与温度的非线性关系情况下,采用三角形热源模型对一些典型的磨削工况进行了三维有限元仿真,获得了工件的温度分布。采用热电偶法测量了磨削温度,发现有限元仿真值与实验测量值相当吻合,仿真结果能够真实地反映工件的热状况。

变化的表面传热系数对磨削温度场的影响

详细分析了磨削弧内磨削液流的状态 ,引用温度边界层的概念 ,论证了磨削弧内的磨削液膜的状态 ,并由此得出磨削弧内的表面传热系数是随变化的壁温和位置而变化的 ,在求解温度场的分布时 。

磨削温度场通式及其计算机仿真分析

在分析并给出磨削温度场积分解析通式的基础上,编程实现了磨削温度场通式的计算机仿真·用户可以方便地通过修改仿真软件界面的磨削参数对话框中参数来模拟并自动生成各种磨削条件下的磨削温度分布图及主要参数对温度的影响规律曲线·这为定量地分析包括断续磨削温度在内的各参数对磨削温度的影响提供了依据,并为生产实践中正确设计诸如开槽砂轮的沟槽参数及合理选择磨削用量等提供了一定的参考依据·给出了一些算例和不同磨削工艺参数对磨削温度的影响规律·

已加工表面热源模型研究及磨削温度场数值模拟

为了利用浅磨模型对磨削温度场进行数值模拟,基于圆弧热源模型、砂轮和工件接触表面直角三角形热源,采用温度匹配法进行了反传热分析,建立了已加工表面热源分布形状的计算方法。该方法不需预先假设已加工表面热源的分布形状,即可根据具体的磨削条件,获得相应的热源分布形状,解决了以往已加工表面热源的分布形状常被假设为直角三角形、三角形、抛物线和椭圆等形状,但上述假设都是基于特定的磨削条件,不能普遍适用于所有磨削工况的问题。采用有限元法建立了磨削温度场的数值仿真模型(浅磨模型),计算了工件的磨削温度场,采用热成像仪测量了磨削温度场,结果表明:已加工表面热源的分布形状随着磨削条件而改变,磨削温度场的模拟结果与测量结果具有很好的一致性,磨削区已加工表面最高温度的模拟值与测量值之间相对误差在0.8%~9.5%之间,建立的浅磨模型可以准确地模拟工件的磨削温度场。

硬质合金平面磨削温度场仿真研究

磨削烧伤、裂纹是硬质合金磨削过程中常出现的质量问题,文中通过对磨削过程传热理论的分析,利用有限元数值仿真的方法,对硬质合金磨削温度场进行分析,得到整体温度场的分布规律,以及磨削参数对温度场的影响,为避免磨削烧伤提供必要理论支持,同时对实际磨削过程中温度场的研究具有重要的实际意义。

冷作磨具钢Cr12MoV磨削温度场解析模型的建立

磨削温度的研究一直是磨削领域的重点课题,磨削热可能导致零件表面出现热损伤.针对冷作磨具钢Cr12MoV磨削接触区的温度场进行了理论分析,利用热源法建立了磨削温度场的数学模型,并对此温度场的计算机仿真模型进行分析.

磨削温度场的理论分析和研究

本文概要介绍了磨削温度场理论模型研究的历史与现状,探讨了有限元法和计算机仿真技术在磨削温度场理论研究中的作用。

冷作磨具钢Cr12MoV磨削温度场的仿真

针对冷作磨具钢Cr12MoV进行了磨削温度场的研究,并依据建立的有限元仿真模型,对扩径头外扇形块模型进行了磨削温度场的仿真,实现了扇形块磨削温度场的预测,为研究磨削参数对磨削温度的影响提供了理论依据。

单晶刚玉砂轮磨削AerMet100钢磨削温度场

为研究单晶刚玉（SA）砂轮磨削Aer Met100超高强度钢表面完整性形成机理需要,采用试验和数值分析方法,从宏观和微观两方面对磨削温度场展开研究.试验建立Aer Met100钢的本构模型,为数值分析提供基础;实施磨削力和温度测量试验,根据结果确定作用于工件表面的磨削热载荷;分别建立数值分析模型,对磨削热作用形成的磨削区温度场及磨粒切削作用形成的磨削点温度场进行分析计算;分析宏观磨削区温度场和微观磨削点温度场的特征及工艺参数的影响.结果表明,磨削温度处于190～500℃,与磨削工艺参数正相关,磨削点温度场最高温度位置位于工件与磨粒接触区边缘前端,温度可达到约820℃,磨削点温度场的影响深度约为5～10μm.

叶序排布磨粒对砂轮的磨削温度场效应

在砂轮磨削过程中,磨削热影响工件表面完整性,而磨粒排布是影响磨削温度场的重要因素之一。针对磨粒叶序排布的砂轮,采用有限元法对磨削温度场进行了计算模拟分析,获得了叶序系数对工件磨削温度场的影响规律。研究结果表明,随着叶序排布系数的增大,被磨工件的表面温度和温度梯度减低。

汽车C/E复合材料磨削温度场仿真及实验研究

碳纤维复合材料(C/E)具有强度大、比重小、耐疲劳、耐磨损等特点,因此在汽车应用广泛。为研究汽车用碳纤维复合材料的磨削温度特性,本文采用三角形热源模型对碳纤维复合材料的磨削温度特性行了有限元仿真,得到温度分布情况。分析热源模型、网格模型、磨削用量等对磨削温度场的影响,得出一些重要结论。利用热电偶方法测量了磨削温度,并将仿真结果与实验结果相对比。结果表明,仿真与实验结果基本一致。

平面磨削温度场有限元仿真及实验

在考虑不同磨削参数对温度场的影响的情况下,根据三角形热源模型对磨削工件进行了有限元仿真,获得了工件的温度分布。采用热电偶法测量了工件的磨削温度,发现有限元仿真值与实验测量值相当吻合,仿真结果能够真实反映工件的温度场。该有限元仿真方法对磨削过程中工件温度场的研究具有实际意义,为避免磨削烧伤提供了技术支持。

磨削淬火技术的温度场分析和材料相变研究

磨削淬火技术是利用磨削热对工件表面进行热处理 ,使工件表层发生马氏体相变 ,达到与表面强化处理一样的性能。通过对温度场的分析和材料相变的研究 ,发现利用计算机仿真磨削淬火温度场 ,不仅可以节省大量分析时间和试验费用 ,而且可以利用磨削温度场仿真技术 。

HOVF WC-10Co4Cr涂层磨削瞬态温度场及应力场数值模拟

从经典热传导方程和热弹塑性力学出发,建立了磨削过程中移动热源作用超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层材料的二维传热模型和热应力模型;在考虑材料热物理参数随温度变化的基础上,利用有限元分析软件ANSYS来研究双层材料在磨削热-结构耦合作用下的瞬时温度场和应力场。数值研究结果表明,由于WC-10Co4Cr涂层热传导系数和比热容比300M钢基体大,所以温升主要停留在涂层内;磨削温度沿工件深度方向非连续分布,涂层基体结合面的温度梯度最大;由于涂层、基体材料热膨胀系数差异较大,在结合面处产生极大的热应力;磨削温度、涂层-基体结合面热应力随涂层厚度的降低而增大。开展了磨削温度测量实验,测量了不同涂层厚度时工件表面的磨削温度,对数值仿真结果进行了验证。