开槽和夹层圆锯片的振动与稳定分析

发布时间：2020-09-04 15:17

　　圆锯片作为加工制造领域中一种高效的切削加工工具,被广泛应用于锯切金属、木材、石材等材料,在锯切过程中圆锯片会产生振动和噪声,而强烈的振动会破坏锯切效果,振动产生的噪声会对人的健康和周边环境造成影响。因此降低圆锯片的的振动,对提高锯片锯片的切削稳定性、提高加工精度、减少加工废料、安全生产和降低噪声有着重要意义。本文设计了不同类型的圆锯片,包括开槽圆锯片、夹层圆锯片以及开槽夹层圆锯片。通过利用有限元ANSYS软件,对圆锯片进行振动和稳定分析。主要研究工作包含以下方面:设计多种开槽方案的圆锯片,对其进行有限元模态分析,计算出圆锯片的固有频率,并找出圆锯片的典型固有模态,结合行波共振理论,分析圆锯片共振原因,确立最优开槽设计方案。建立不同夹层圆锯片模型,包括内置单阻尼夹层圆锯片、内置多阻尼夹层圆锯片以及外置阻尼夹层圆锯片。通过ANSYS软件计算出固有频率和固有模态,研究不同厚度阻尼夹层对圆锯片的固有频率影响、不同阻尼夹层的安装排列方式对圆锯片固有频率的影响。并利用行波振动理论,研究夹层圆锯片的振动特性。计算开槽夹层圆锯片的固有频率,分析不同厚度阻尼夹层、不同阻尼夹层填充方式的开销夹层圆锯片振动特性。通过行波振动理论对不同阻尼开槽夹层圆锯片,进行行波振动计算。研究对不同阻尼夹层圆锯片开槽的振动特性。由于锯片的直径大、厚度小,会发生小应变大位移,因此研究薄圆锯片非线性振动很有必要。基于非线性强迫振动当中的组合谐波理论,当激振力频率等于前行波频率或后行波频率时,是否同时激起前行波和后行波的响应;当激振力频率等于前行波与后行波之和时,是否同时激起前行波和后行波的响应;当激振力频率等于前行波频率与后行波频率和的一半时,是否同时激起前行波和后行波的响应。圆锯片的厚度、切削速度及切削力会影响到圆锯片的切削稳定性,对开槽和夹层圆锯片进行线性屈曲稳定分析,计算锯片的最大临界力,防止锯片在加工过程中失稳引起剧烈振动。分析锯片的常见失效形式,解释产生失效原因,提出了预防措施。并对锯齿进行了静应力分析,研究开槽对槽附近锯齿的影响。本课题的研究内容,为开槽和夹层圆锯片的优化设计提供了方向,为圆锯片的设计提供理论依据。
【学位单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG717
【部分图文】：

低噪音,锯片,空气动力学噪声

国内外许多学者也格外关注锯片的空气动力学噪声，并研究可力学噪声的方法。学者 Chanaud 是研究圆锯片的空气动力学噪声比较早的人，在Chanaud 对光滑的圆盘进行了试验。1987 年国内学者张策等人动特性的试验，并在试验中应用脉冲振动的理论，研究出锯片方法。刘书龙研究出了一种测量噪声的方法，并成功应用到硬测量，且分析了锯片产生噪声的具体原因，提出了较为详细的声源分析及常用减振降噪措施在对工件进行加工切削时，产生的噪声严重影响到周围的环境治理噪声带来的危害，降低噪声对周围环境和居民的影响。为声办法，首先必须了解产生噪声的原因，在此基础之上才能够在对被加工件切割过程中产生的噪声。

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动分析动是指在圆锯片的平衡位置发生的往复横向的锯片的振动，这种振动表现程度被分为某种振动大锯路，还会带来更多的加工费料，并且影响锯件的切削加工精度，而产生的噪声会严重影响到动均可被视为某些独立的振动模态的叠加，当锯立的振动模态。对于每个独立的振动模态，均是种振动是特定的。而圆锯片的振型用（m,n）表节直径的个数。每个独立振动模态的振动频率个圆锯片都有多阶固有振动频率。圆锯片的固有、锯片基体构成材料、锯片的构型与锯片夹持比力、切削应力、回转应力、张紧力和残余应力

圆锯片,振动形式,锯片,横向振动

图 1.3 圆锯片的振动形式Fig.1.3 The vibration of circular saw锯片的横向振动是指锯片沿其锯轴方向所做的往复远动。当锯片在对被行切削时，因被加工件和锯片齿顶均存在不对称性致使锯片受到轴向力生锯片的横向振动，而锯片与锯轴安装存在的误差或者加工制造误差，到锯片的横向振动。锯片是薄圆板结构，弯曲刚度小，并且容易发生弯在锯切过程当中比较小的轴向扰动也会使锯片产生轴向振动，同时锯齿件直接接触摩擦受到的周期性冲击，也会使锯片受到周期性的轴向力，横向振动[28]；与此同时，锯片与锯轴安装存在的误差或者加工制造误差正在工作中的锯片发生轴向摆动；锯片在受到外界条件的影响，比如气力等也会使锯片发生整体和局部的变形，进而使锯片产生横向振动。以素的影响，均会使锯片产生横向振动。锯片发生横向振动时，因锯片的不大，横向振动的幅度要比径向振动和扭转振动的振幅要大，锯片振动

【参考文献】