基于分形理论及蒙特卡罗法的电主轴热特性分析

发布时间：2018-03-30 00:31

  本文选题：电主轴　切入点：轴承拟静力学分析　出处：《上海交通大学学报》2015年09期

【摘要】：为了在设计阶段解决高速主轴在实际加工中因温升过高而突然失效问题,构建了主轴热-结构耦合有限元瞬态分析模型.提出了基于接触角迭代法的滚动轴承生热功率求解方法,利用电动机效率分析法求解其生热功率.引入分形理论与蒙特卡罗方法计算结合面间接触热导,有效避免了统计学方法的不准确性与实验法通用性不强的缺陷.由雷诺数判定冷却液流动状态,并依据努赛尔数计算出主轴不同部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到有限元模型中,对主轴温度场与热变形进行仿真.结果表明,高速主轴热特性建模方法正确,并能准确预测主轴温度场分布和热变形.
[Abstract]:In order to solve the problem of sudden failure of high speed spindle due to excessive temperature rise in actual processing during the design stage, The finite element transient analysis model of coupling of spindle and structure is constructed, and a method of calculating heat generation power of rolling bearing based on contact angle iteration method is proposed. The heat generating power of motor is calculated by using efficiency analysis method. Fractal theory and Monte Carlo method are introduced to calculate the thermal conductivity of interplanar contact. The inaccuracy of statistical method and the lack of universality of experimental method are effectively avoided. The flow state of coolant is determined by Reynolds number. The convection heat transfer coefficient of different parts of spindle is calculated according to Nussel number. The above boundary conditions are applied to the finite element model to simulate the temperature field and thermal deformation of spindle. The results show that the modeling method of thermal characteristics of high speed spindle is correct. The temperature distribution and thermal deformation of the spindle can be predicted accurately.
【作者单位】： 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室;
【基金】：国家高技术研究发展计划(863)项目(2012AA040701)
【分类号】：TG659

【共引文献】

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