随着计算机技术的普及和发展,借助计算机进行大量运算的有限元法得到越来越广泛的应用。目前国内外不少学者在研究中采用有限元法对磨削温度场进行分析,得出了磨削温度场的等温图。
(1)国外在计算机仿真磨削过程方面的研究49606
国外利用计算机仿真磨削过程起步较旱,最初将计算机仿真运用于磨削加散是在1967年,当时主要利用磨粒的统计特性来研究磨削形状、表面粗糙度及波度。日后随着研究的深入,逐步应用在磨削温度场方面的研究。如今,已有很多学者做出了研究成果。
Hoffmeister研究了工件在平面磨削时的3维有限元模型。并对平面磨削时不同冷却条件中工件上的温度分布进行了仿真。根据仿真结果分析了不同冷却条件对工件温度场分布的影响。
格连菲尔德大学T.Jin和D.J.Stephenson在文献中针对2维有限元仿其是否适合复杂几何形状工件仿真的疑问,采用较为精确的三角形热源,以薄铁
片为例做出了在高效大切深磨削条件下温度场的3维有限元仿真,并且对2维和3维的仿真结果做了比较。
A.Lefebvrea和P.Vieville针对这一点,对工件磨削区埋入了半人工热电偶的工件进行了仿真。
罗切斯特大学Jing Li和J.C.M.L研究了磨削时工件上的温度分布。采用ABAOQUS软件,分别在2维和3维情况下模拟了工件上的温度分布。
法国学者A.Brosse与P.Naisson将计算机仿真与利用热像仪对磨削温度进行的测量相结合。通过热像仪对仿其所需的热源模型进行优化,使其得到的结果更符合磨削的实际情况。
Weinert.K.Schulte.M研究了对成型工件进行磨削时的磨削温度场,通过仿真,磨削过程中工件上的温度分布被详细的显示出来。
美国学者S.Malkin教授在磨削仿真领域经过深入的研究,开发出了磨削加工软件包GRINDSIM,已用于汽车和轴承行业,而且仿真软件已被集成进PC开放体系控制器,包含仿真、校准、优化三个功能。
(2)国内在计算机仿真磨削过程方面的研究
国内虽然对温度场的仿真研究起步晚子园外,但由于国内学者的努力,其发展迅速。目前,已有山东大学、天滓大学和东北大学等研究机构先后进行研究。
山东大学王霖建立了磨削温度场的计算机仿真系统川,利用读仿真系统对干式和湿式磨削温度场进行了仿真并得出三维等温图,为研究各加工参数对磨削温度场的影响提供了理论依据。
天津大学田晓、林彬研究了杯形砂轮磨削温度场,建立了杯形砂轮磨削矩形工件的弧形移动热源热平衡状态下的简化传热数学模型,利用ANSYS以45号钢为例进行了温度场初步摸拟计算,获得了矩形工件内部温度场分布。
华中科技大学崔江红茬文献中详细叙述了论文网利用ANSYS仿真CBN砂轮在磨削GCr15时磨削温度场温度分布状况的步骤。得到了GCr15在干式磨削条件下的计算机仿真三维等温线图。其仿其计算结果与实测误差在10%以内。
东北大学高航在断续磨削温度场数学模型及其积分解通式的基础上,采用VC++编程语言编程实现了普通磨削和断续磨削温度场的计算机仿真。
山东大学江心立将MATLAB的强大数学运算功能和图形绘制功能与VB在用户界面开发方面的优势结合起来,通过混合编程实现了磨削温度场的仿真。
此外,也有研究生在毕业论文中研究了磨削温度的仿真。哈工大崔羚丽利用ANSYS进行了磨削钦合金的温澄场模拟。河南理工大学张冬诲,卞平艳分别研究了超声磨削中纳米陶瓷工件的温度场仿真。