规则零件形体热变形非相似性特征试验与仿真研究

发布时间：2017-04-27 01:11

  本文关键词：规则零件形体热变形非相似性特征试验与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在日常的各种生产生活中,物体受温度影响发生热变形不可避免,尤其在近几十年,随着机械加工精度及仪器测量精度不断提高,因热变形产生的误差在其总误差中所占的比例越来越大,影响日益严重。目前的对零件热变形误差的研究多建立在热变形相似性的基础之上,并没有考虑零件形体因素对热变形所产生的影响。本文主要以铝材料方体试件和变速器壳体轴承孔为实验对象对形体因素导致的零件热变形非相似性规律作了如下研究： (1)说明了课题的研究意义,阐述了国内外对热变形的研究历史、现状及目前存在的问题,介绍了课题的主要研究内容。对零件热变形计算中的一些基本概念进行了简单的介绍,同时介绍了热变形的机理,说明了目前热膨胀系数存在差异的原因。 (2)针对铝材料方体试件在温度场中发生的热变形进行了测量实验,得出了方体形体热变形非相似性规律的显著特征。方体发生热变形之后,其形状发生改变,方体表面鼓起,与原方体形状不再具有相似性。通过对方体的热变形结果进行分析,得出了方体形体参数所造成的方体表面约束力模型。 (3)通过大量的实验,测量了变速器壳体的轴承孔的热变形,对所得数据用最小二乘圆拟合的方法进行处理,得出了轴承孔发生热变形时其圆心的偏移轨迹。 (4)对轴承孔的热变形进行了仿真分析。由于原有的热仿真分析中并不考虑形体因素对轴承孔热变形的影响,摒弃了原有的热分析,而是通过文章中得出的新的加载模型将热仿真分析转换为普通的静力学分析,通过仿真分析验证了方法的可行性。
【关键词】：方体 热变形 非相似性 形体参数
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG806;TH13
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 热变形的研究意义13-14
• 1.2 国内外研究历史及现状14-17
• 1.2.1 热变形误差研究历史概述14-15
• 1.2.2 影响因素15-16
• 1.2.3 消除或减小热变形误差的措施16-17
• 1.3 主要研究内容17-19
• 1.3.1 课题来源17
• 1.3.2 研究内容17-19
• 第二章 零件热变形基本理论19-28
• 2.1 热传导理论简介19-23
• 2.1.1 热传导概念19-21
• 2.1.2 边界条件21-22
• 2.1.3 温度场求解方法22-23
• 2.2 热弹性理论23-27
• 2.2.1 弹性力学基本假设23
• 2.2.2 弹性力学基本方程23-26
• 2.2.3 热弹性力学基本方程26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 材料热膨胀系数影响因素及误差分析28-36
• 3.1 材料热膨胀系数28-29
• 3.2 热膨胀机理概述29-31
• 3.3 材料的热膨胀系数不一致的原因31-34
• 3.3.1 对材料热膨胀系数的定义不同所造成的影响31
• 3.3.2 试件化学成份不同造成的影响31-32
• 3.3.3 不同的试件加工方法对材料热膨胀系数造成的影响32-33
• 3.3.4 不同的测量方法对材料热膨胀系数的影响33-34
• 3.3.5 试件形体参数对热膨胀系数的影响34
• 3.3.6 测量过程中的其他因素对热膨胀系数的影响34
• 3.4 现行的的两种热膨胀系数计算误差分析34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 热变形实验测量装置36-40
• 4.1 恒温箱36
• 4.2 小型三坐标测量机36-39
• 4.2.1 小型三坐标测量机的结构组成36-37
• 4.2.2 小型三坐标测量机阿贝误差分析37-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第五章 典型零件形体热变形非相似性规律研究40-54
• 5.1 方体试件形体热变形实验40-44
• 5.1.1 实验对象40
• 5.1.2 实验方法40-41
• 5.1.3 数据处理41-43
• 5.1.4 零件形体热变形边界约束力建模43-44
• 5.2 变速器壳体轴承孔形体热变形实验44-52
• 5.2.1 实验目的44
• 5.2.2 实验对象44
• 5.2.3 实验条件及方法44-45
• 5.2.4 数据采集及处理方法45-47
• 5.2.5 实验结果及分析47-52
• 5.2.6 实验结论52
• 5.3 本章小结52-54
• 第六章 变速器壳体轴承孔热变形仿真分析54-59
• 6.1 引言54
• 6.2 ANSYS软件简介54
• 6.3 变速器壳体轴承孔热变形仿真分析54-58
• 6.3.1 静力模型加载试验54-55
• 6.3.2 变速器壳体轴承孔热变形仿真分析55-58
• 6.4 本章小结58-59
• 第七章 总结与展望59-60
• 7.1 本文总结59
• 7.2 展望59-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的成果62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 苗恩铭,费业泰;轴类切削件时效处理后变形量数学建模的研究[J];农业机械学报;2004年04期

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本文编号：329620