玄武岩纤维树脂混凝土机床基础件相关研究

发布时间：2017-08-08 23:21

  本文关键词：玄武岩纤维树脂混凝土机床基础件相关研究

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【摘要】：随着现代科技的飞速发展,机床的加工精度对零件的加工有着越来越重要的意义。为此,必须在不断改善机床的静态性能、动态性能。使用新材料制造机床基础件是提高机床如上性能的行之有效的途径。本文研究了以玄武岩纤维增强树脂混凝土(BFPC)这种新型复合材料制造机床基础件的相关问题,主要内容如下：(1)参考前期钢纤维树脂混凝土机床基础件设计制造的相关研究经验,并综合运用理论分析和实验研究的方法确定了适合制造机床基础件的最佳BFPC的组分配比和纤维掺量,并确定了该组分配比材料的主要的力学性能参数。(2)一方面通过损伤力学理论建立了最佳掺量的BFPC的本构方程,另一方面运用最小二乘法拟合试验所得该材料的应力-应变曲线。最后,将所建本构方程的应力-应变曲线与实验结果拟合的应力-应变曲线进行对比分析,证明通过损伤力学理论建立的最佳掺量的BFPC本构方程的正确性。(3)以某数控机床床身为研究原型,设计了BFPC机床基础件。(4)分别对原型机床基础件和所设计的BFPC机床基础件的静态性能和动态性能(模态和谐响应)进行了有限元仿真分析,将其结构进行对比,证明了以BFPC制造机床基础件在提高机床静态性能和动态性能方面的可行性和优越性。如上研究内容和成果为BFPC这种新型复合材料在机床制造业中的应用提供了理论依据。更为提高机床的静态性能、动态性能乃至提高机械制造业加工质量、生产率和自动化程度提供了新的途径。
【关键词】：玄武岩纤维 树脂混凝土 本构方程 静动态力学性能
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU528.06;TG502
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国外研究现状11-13
• 1.3 国内研究现状13-14
• 1.4 存在的问题14
• 1.5 本文所要研究的内容14-15
• 1.6 本章小结15-16
• 2 BFPC材料组分配比研究16-33
• 2.1 试验原材料16-19
• 2.1.1 骨料16-17
• 2.1.2 环氧树脂17-18
• 2.1.3 填料18
• 2.1.4 固化剂18
• 2.1.5 增韧剂18
• 2.1.6 玄武岩纤维18-19
• 2.1.7 偶联剂19
• 2.2 抗压强度试验研究19-28
• 2.2.1 试验原理20
• 2.2.2 试件制备20-24
• 2.2.3 仪器设备24
• 2.2.4 试验步骤24-25
• 2.2.5 试验结果与分析25-28
• 2.3 劈拉强度试验28-32
• 2.3.1 试验原理28-29
• 2.3.2 试件制备及仪器设备29
• 2.3.3 试验步骤29-30
• 2.3.4 试验结果与分析30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 BFPC本构关系33-44
• 3.1 损伤力学的发展历史33
• 3.2 损伤力学本构模型33-36
• 3.2.1 Loland模型34-35
• 3.2.2 Mazars模型35-36
• 3.3 损伤模型的求导36-41
• 3.3.1 损伤变量的定义36-37
• 3.3.2 三轴应力损伤分析37-40
• 3.3.3 损伤方程的确定40-41
• 3.4 损伤参数的确定41-43
• 3.4.1 损伤参数的求解41-42
• 3.4.2 损伤模型的验证42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 BFPC基础件结构设计及静态特性分析44-57
• 4.1 BFPC机床床身的结构设计44-48
• 4.1.1 数控机床床身参数44-45
• 4.1.2 床身设计荷载计算45-46
• 4.1.3 BFPC机床床身设计46-48
• 4.2 床身静态特性分析48-53
• 4.2.1 有限元模型的建立49-50
• 4.2.2 定义材料性能参数50
• 4.2.3 模型的网格划分50-52
• 4.2.4 边界条件约束与载荷的施加52-53
• 4.3 床身静态特性结果与分析53-56
• 4.3.1 仿真结果53-55
• 4.3.2 结果分析55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 BFPC机床床身的动态特性分析57-66
• 5.1 有限元模态分析理论57-58
• 5.2 纤维混凝土床身动态特性结果及结果分析58-61
• 5.3 凝土机床床身的谐响应分析61-65
• 5.3.1 谐响应分析原理61-62
• 5.3.2 基于ANSYS的床身谐响应分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 结论66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

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2 梁宇;BFPC机床基础件材料、结构及其成型模具设计[D];辽宁工程技术大学;2015年

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本文编号：642519