软固结磨粒气压砂轮的力学分析

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (19): 2366-2372.

软固结磨粒气压砂轮的力学分析

计时鸣;许亚敏;金明生;张利;曾晰;李笑

浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州,310032

出版日期:2012-10-10 发布日期:2012-10-17
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51175471, 50575208）;浙江省自然科学基金资助项目（LQ12E05014）
National Natural Science Foundation of China（No. 51175471, 50575208）;
Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China（No. LQ12E05014）

#br# Mechanical Analysis of Pressure Grinding Wheel with Soft Abrasive Consolidation

Ji Shiming;Xu Yamin;Jin Mingsheng;Zhang Li;Zeng Xi;Li Xiao


Key Laboratory of E&M, Ministry of Education & Zhejiang Province,Zhejiang University of Technology,Hangzhou,310032

Online:2012-10-10 Published:2012-10-17
Supported by:

National Natural Science Foundation of China（No. 51175471, 50575208）;
Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China（No. LQ12E05014）

摘要/Abstract

摘要：

建立了一种应用于高硬度、高耐磨性自由曲面光整的新型软固结磨粒气压砂轮模型。首先,根据材料特性确定了该模型的三种材料,并计算了两相模型的弹性模量,研究了强度极限;其次,对各层应力分布进行仿真分析,研究各层厚度对应力的影响;最后,将制作出的软固结磨粒气压砂轮用于抛光实验,得到一系列加工结果。仿真结果表明：双弹性体厚度值与应力值成反比,磨粒层厚度值与应力值成正比;对模型进行优化,磨粒层受力明显增大,即抛光作用力显著增大,力传递效果较好,且最佳黏结层厚度为0.5mm。实验结果表明：黏结层厚度为0.5mm时,加工效果最佳。


关键词: 软固结磨粒气压砂轮, 弹性模量, 泊松比, 强度, 应力

Abstract:

A new model of pressure grinding wheel with soft abrasive consolidation was proposed herein for free-form mould with high hardness and wear resistance.First of all,based on the material properties,three materials consisting of the model were determined.The elastic modulus of two-phase model and ultimate strength were calculated.Secondly,the finite element analysis of this model was discussed to analyse the stress changed by layer thickness.Finally,the abrasive fixed gasbags were used to polish the
free-form surfaces.The simulation results show that the thickness of dual elasmoter is in
inverse proportion to the stress value while the abrasive player stress is opposite.After optimizing model,then the force of abrasive player increases obviously,that is finishing force increases significantly,the fore transmission is better and the optimum thickness of bonding layer is of 0.5 millimeters.The experimental results show that the processing results are the best when the thickness of bonding layer is as 0.5 millimeters. 

Key words: pressure grinding wheel with soft abrasive consolidation, elastic modulus, Poisson ratio, intensity, stress

中图分类号:

TG580.692

计时鸣, 许亚敏, 金明生, 张利, 曾晰, 李笑. 软固结磨粒气压砂轮的力学分析[J]. 中国机械工程, 2012, 23(19): 2366-2372.

JI Shi-Ming, HU E-Min, JIN Meng-Sheng, ZHANG Li, CENG Xi, LI Xiao. #br# Mechanical Analysis of Pressure Grinding Wheel with Soft Abrasive Consolidation[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(19): 2366-2372.

参考文献

[1]Ji Shiming,Jin Mingsheng,Zhang Li,et al. Design of Spinning-- inflated-- gasbag Polishing Tool and It s Automated System for Free- form Mould [J]. WSEAS Transactions on Systems, 2006,5 (6) : 1448- 1454.
[2]计时鸣[1],金明生[1],张宪[1],张利[1],张银东[1],袁巨龙[1].应用于模具自由曲面的新型气囊抛光技术[J].机械工程学报,2007,43(8):2-6.
[3]金明生.模具自由曲面气囊抛光机理及工艺研究[D].杭州:浙江工业大学机电工程学院,2010.
[4]计时鸣[1],郑高安[1],金明生[1],张利[1],张伟东[1],侯海鹏[1].柔性抛光工具与工件接触区应力的测量方法与分布规律研究[J].中国机械工程,2011,22(9):1107-1111.
[5]高波[1],姚英学[1],谢大纲[1],袁哲俊[1],刘妍[1].气囊抛光工具的研制及特性测试[J].现代制造工程,2004(10):52-54.
[6]张向宇.胶黏剂分析与测试技术[M],2004.
[7]熊腊森.粘接手册[M].北京:机械工业出版社,2008.
[8]詹特A N.橡胶工程[M].北京:化学工业出版社,2002.
[9]柏振海[1],黎文献[1],罗兵辉[1],王日初[1],张迎元[2].一种复合材料弹性模量的计算方法[J].中南大学学报：自然科学版,2006,37(3):438-443.
[10]张少实,庄茁.复合材料与粘弹性力学[M].北京:机械工业出版社,2011.
[11]陈列民,杨宝宁.复合材料的力学分析[M].北京:中国科学技术出版社,2006.
[12]Naik N K, Kumar R S. Compressive Strength of Unidirectional Composites= Evaluation and Com- parison of Prediction Models[J]. Composite Struc- tures, 1999,46 (3) : 299-308.
[13]Dano M L, Gendron G,Picard A. Stress and Failure Analysis of Mechanically Fastened Joints in Com- posite Laminates [J]. Composite Structure, 2000, 50(3) :287-296.
[14]Tay T E,Shen F,Lee K H,et al. Mesh Design in Finite Element Analysis of Post--buckled Delami-nation in Composite Laminates [J]. Composite Structures, 1999,47(1/4) :603-611.

[1]	宋凯, 苏玉龙, 杜展鹏, 陈少伟. 钢板点焊翘曲缺陷对平均应力强度因子的影响[J]. 中国机械工程, 2021, 32(05): 505-.
[2]	方德浩1;许万1;陈幼平2;余磊涛1;朱力1. 基于激光雷达回波强度的反光板位置拟合方法[J]. 中国机械工程, 2021, 32(02): 204-211.
[3]	段永川;乔海棣;张芳芳;刘煜;杨柳;官英平. 屈服强度在线识别的分散性分析与精度验证[J]. 中国机械工程, 2020, 31(23): 2864-2873.
[4]	沈建邦;肖俊华;梁希;徐耀玲. 负泊松比曲边内凹蜂窝结构的面内冲击动力学数值研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(16): 1998-2004.
[5]	魏云波;赵丹阳;王敏杰;李红霞. 高径向支撑性可生物降解聚合物血管支架结构设计与力学性能分析[J]. 中国机械工程, 2020, 31(09): 1098-1107,1130.
[6]	胡金花1;宋凯2;熊礼明3. 考虑修正平均等效应力强度因子的焊点缺陷疲劳寿命研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(06): 740-745.
[7]	孙嵩松;万茂松;徐晓美;张营. 不同强度理论在曲轴疲劳研究中的对比应用[J]. 中国机械工程, 2019, 30(23): 2784-2789.
[8]	聂昕;陈焕焕. 热成形钢板与双相钢板焊点失效模式研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(21): 2636-2642.
[9]	文均1，2;雷基林1;邓晰文1;王东方1;温志高2;李浙昆1. 活塞结构对其传热及强度的影响分析[J]. 中国机械工程, 2019, 30(19): 2287-2293.
[10]	李开宇;高雯娟;王平;张艳艳;杭成. 基于脉冲涡流的铁磁性材料屈服强度检测方法[J]. 中国机械工程, 2019, 30(18): 2143-2149.
[11]	王轩1;刘武帅1;余芬1;邓云飞1;周春苹2. 穿孔对平纹编织面板蜂窝夹芯结构侧向压缩性能的影响[J]. 中国机械工程, 2019, 30(17): 2076-2083.
[12]	沈建邦;肖俊华. 负泊松比可变弧角曲边内凹蜂窝结构的力学性能[J]. 中国机械工程, 2019, 30(17): 2135-2141.
[13]	邹锦华1;杨阳1;李春1,2;王渊博1;刘中胜1. 地震及多风况下风力机塔架动力响应[J]. 中国机械工程, 2019, 30(16): 1940-1949.
[14]	杨世平1;谭博思1;夏天宇1;朱杰2;丁强明2. 基于少子样的核主泵电机滑动轴承可靠性研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(15): 1804-1812.
[15]	孙建伟；张世梁；孔凡臣. 基于蜘蛛网结构的伞状可展机构设计与分析[J]. 中国机械工程, 2019, 30(13): 1613-1620.