大直径金刚石圆锯片降噪孔参数优化研究
本文选题:金刚石圆锯片 切入点:降噪孔 出处:《山东大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:花岗石等硬质石材荒料的锯解普遍采用大直径金刚石圆锯片。金刚石圆锯片属于典型的大径厚比构件,轴向刚度较低,并且为了减小锯缝、节约石材资源,圆锯片基体继续向薄型化发展,在锯解中更易发生横向振动产生噪声。在圆锯片基体表面开设降噪孔是一种常用的减振降噪方式。选取锯解花岗石荒料常用的大直径金刚石圆锯片基体,研究其振动特性和声辐射特性,探究其降噪孔参数的减振降噪效果,可为金刚石圆锯片减振降噪结构的优化设计提供依据。结合有限元法边界元法分析金刚石圆锯片的振动特性与声辐射特性。引入模态映射方法计算金刚石圆锯片振动位移响应,并将其映射到边界元网格作为边界条件,通过边界元方法求解金刚石圆锯片声辐射特性,探究降噪孔结构对金刚石圆锯片振动和声场的影响及其降噪机理;对二排降噪孔金刚石圆锯片结构进行正交仿真优化设计,采用FEM/BEM联合仿真方法优化开降噪孔金刚石圆锯片结构,提出一种金刚石圆锯片降噪结构的主动设计方法。研究发现在金刚石圆锯片表面开降噪孔会使金刚石圆锯片的固有频率略微降低,其固有振型主要为影响金刚石圆锯片振动特性的主要模态振型——轴向振型;降噪孔结构的减振降噪机理主要是通过其对金刚石圆锯片轴向振型的分离异化作用,将部分振幅峰值区域面积大的整体振型分割成振幅峰值区域面积小的局部振型,从而达到减振降噪的目的,开设二排降噪孔可以进一步分离异化一排降噪孔所没有分割的部分整体振型,得到更好的减振降噪效果;通过正交仿真试验分析得出降噪孔结构参数对金刚石圆锯片声功率级影响的敏感程度,并找出一种较优的Φ1300金刚石圆锯片降噪孔参数组合,同时对优化后的金刚石圆锯片进行降噪孔形状的优化。引入模态映射法分析了金刚石圆锯片的振动特性和声辐射特性,在确保计算精度的情况下简化计算量,为降噪孔结构的减振降噪机理研究提供了一定的依据;设计正交仿真优化试验为开降噪孔金刚石圆锯片的主动设计提供参考。
[Abstract]:Large diameter diamond saw blade is widely used in sawing hard stone materials such as granite. Diamond circular saw blade is a typical large diameter thickness ratio member with low axial stiffness. In order to reduce the sawing gap and save stone resources, diamond circular saw blade is a typical component with large diameter to thickness ratio. Circular saw blade matrix continues to thin development, It is easy to produce noise by transverse vibration in sawing. It is a common way to reduce vibration and noise by opening noise-reducing holes on the surface of circular sawing blade. The large diameter diamond circular saw blade matrix which is commonly used in sawing granite waste material is selected. The characteristics of vibration and acoustic radiation are studied, and the effect of reducing vibration and noise of the noise reduction hole parameters is studied. It can provide the basis for the optimization design of the vibration and noise reduction structure of the diamond circular saw blade. The vibration and acoustic radiation characteristics of the diamond circular saw blade are analyzed with the boundary element method of finite element method. The modal mapping method is introduced to calculate the vibration displacement response of the diamond circular saw blade. The acoustic radiation characteristics of diamond circular saw blade are solved by boundary element method, and the effect of noise reduction hole structure on the vibration and sound field of diamond circular saw blade and its noise reduction mechanism are explored. The structure of the second row de-noised diamond circular saw blade is optimized by orthogonal simulation, and the structure of the diamond circular saw blade with the open noise reduction hole is optimized by the FEM/BEM method. An active design method for noise reduction structure of diamond circular saw blade is presented. It is found that the natural frequency of diamond circular saw blade will be slightly reduced by opening a noise reduction hole on the surface of diamond circular saw blade. Its natural mode is mainly the main mode mode-axial mode which affects the vibration characteristics of diamond circular saw blade, and the mechanism of noise reduction and noise reduction is mainly through its dissimilation to the axial vibration mode of diamond circular saw blade. The whole vibration mode with large area of partial amplitude peak region is divided into local vibration mode with small area of amplitude peak region, so as to reduce vibration and noise. Setting up two rows of noise reduction holes can further separate part of the integral modes which are not separated by the dissimilated one row of noise reduction holes and obtain better vibration and noise reduction effect. The sensitivity of noise reduction hole structure parameters to the sound power level of diamond circular saw blade is obtained by orthogonal simulation analysis, and a better combination of noise reduction hole parameters of 桅 1300 diamond circular saw blade is found. At the same time, the noise reduction hole shape of the diamond circular saw blade after optimization is optimized. The vibration characteristics and acoustic radiation characteristics of the diamond circular saw blade are analyzed by using the modal mapping method, which simplifies the calculation amount under the condition of ensuring the calculation accuracy. It provides a certain basis for the study of vibration and noise reduction mechanism of noise reduction hole structure, and provides a reference for the active design of diamond circular saw blade with open noise reduction hole by designing orthogonal simulation optimization test.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU632
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,本文编号:1652830
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