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《太原理工大学》 2010年
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基于三维离散元法的离心式滚磨光整加工理论分析和仿真模拟

宋春花  
【摘要】: 表面光整加工技术作为机械加工的最终加工工艺,对提高产品质量和性能、延长零件及产品整机的使用寿命等具有十分重要的影响。随着机械设备的发展,对提高零件表面质量的光整加工技术提出了越来越高的要求。目前,对光整加工新技术和新工艺的加工动态过程缺乏系统深入的认识和研究,从而影响光整加工技术的完善、应用和推广。 本文在国内外离心滚磨光整加工相关理论和研究成果的基础上,首次将三维离散元法、人工智能技术引入光整加工领域,采用宏观和微观相结合、定性和定量相结合、动力学仿真和黑箱仿真相结合、数字实验和物理实验相结合等手段,从理论分析、仿真和实验等方面深入研究离心滚磨加工过程滚筒中混合介质的宏观运动特征、微观加工机理、加工效率及其影响因素,为设备开发和工业应用提供更为完善的理论支持。研究内容和主要成果有: 1.借助颗粒动力学理论,对离心滚磨光整加工的介质受力、运动速度、加工机理等从理论上进行了详细的分析,确定了介质脱离筒壁的条件,推导了临界传动比和加工效率的理论计算公式。 2.采用三维离散元法建立了离心滚磨加工过程的动力学模型,对滚筒中单个介质和混合介质群的运动过程分别进行可视化仿真。通过分析滚筒运转过程中介质的位置、速度、介质间及介质与筒壁之间的接触力、接触能量、筒壁的受力等,探讨不同参数对介质的运动特征、加工机理、加工效率、加工效果的影响规律。 3.首次提出了离心滚磨临界传动比的概念,并通过仿真得出不同机型的临界传动比,与理论临界传动比的计算基本吻合。 4.采用BP神经网络方法建立了离心滚磨加工过程的黑箱预测模型,并利用遗传算法对BP神经网络的权值进行优化,用Matlab软件编程进行仿真,实现不同参数下加工结果的预测,为进一步实现多目标优化提供基础。 5.对离心滚磨加工进行实验研究,对转速、传动比、装入量、混合比、磨块直径等主要影响因素进行实验,验证了仿真分析的正确性和有效性。 本文通过仿真深入系统地研究了离心滚磨光整加工在不同参数下介质运动、加工机理、加工效率、加工效果等的变化规律,研究成果填补和深化了滚磨光整理论;并对离心滚磨机型的设计及操作参数的优化提供了依据;可以代替大量的繁杂实验,节约了人力、物力和财力。对于推动表面滚磨光整加工技术的进一步发展及推广应用具有十分重要的意义。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG665

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 位义双;轴承圆柱滚子快速批量倒圆工艺及材料微观去除机理的研究[D];江南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 师恕兰,汪鸣铮,张银喜;离心滚磨光整加工机理和应用[J];兵工学报;1996年03期
2 邢纪波,王泳嘉;崩落采矿法放矿的离散元仿真[J];东北工学院学报;1988年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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2 李洪友;齿轮的脉冲电化学光整加工技术基础研究[D];大连理工大学;2003年
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4 孙桓五;液体磁性磨具光整加工技术研究[D];太原理工大学;2008年
5 王浩程;行星滚筒滚磨加工中液固两相湍流运动机理的计算和实验研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 卫俊峰;基于L系统分形造型的光整加工磨具运动的模拟研究[D];太原理工大学;2003年
2 张赐成;高效偏心球磨机的研磨动力学及其速度控制的研究[D];武汉理工大学;2006年
3 陈廷伟;离心研磨加工过程中磨料流态特征的理论和实验研究[D];天津工业大学;2007年
4 何亮;超临速球磨机介质运动三维离散元数值模拟[D];昆明理工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
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8 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
9 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
10 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
4 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
5 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
6 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘辉;基于电子鼻的鱼粉新鲜度快速检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
4 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
7 李旭东;煤矿通防安全信息集成与控制预警系统平台研究[D];山东科技大学;2010年
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9 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
10 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 师恕兰,汪鸣铮,张银喜;离心滚磨光整加工机理和应用[J];兵工学报;1996年03期
2 马胜利,葛利玲;电化学抛光机制研究与进展[J];表面技术;1998年04期
3 陈祖秋,方炳福,胡肆福,陈志雄,黄瑞花;铝制品无铬酸电化学抛光技术[J];表面技术;2002年04期
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5 张兰;孙立明;夏新涛;陈原;;工程机械车桥专用圆柱滚子轴承的设计[J];轴承;2009年10期
6 王思明;许明恒;周海军;;滚动轴承微动磨损研究[J];轴承;2011年04期
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8 杨志军;于淑洪;陈小平;;高速短圆柱滚子轴承滚子端面磨损问题分析[J];哈尔滨轴承;2009年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 庞洪涛;铝及铝合金环保型化学抛光研究[D];机械科学研究院;2002年
2 赵军英;高压磨料水射流光整加工技术的理论分析与数值模拟研究[D];太原理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 师恕兰,汪鸣铮,张银喜;离心滚磨光整加工机理和应用[J];兵工学报;1996年03期
2 马胜利,葛利玲;电化学抛光机制研究与进展[J];表面技术;1998年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 秦鹏;王明珠;杨胜强;;旋涡气流光整加工中磨具运动的理论研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张峰;磁流变抛光技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
3 王晓明;脉冲电化学及其复合光整加工机理和表面特性的研究[D];大连理工大学;2002年
4 李洪友;齿轮的脉冲电化学光整加工技术基础研究[D];大连理工大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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4 高丽丽;PLC控制交流变频调速电梯系统的研究[D];山东科技大学;2003年
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6 杨岩;磁流变液离合器的设计与试验分析[D];重庆大学;2005年
7 李唯东;面向光整加工的液体磁性磨具的研究与开发[D];太原理工大学;2005年
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【相似文献】
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1 袁跃龙;杨胜强;李文辉;;基于模糊综合评判的滚磨工艺设备选择研究[J];机械工程与自动化;2009年06期
2 卫俊峰,王明珠,马麟;滚磨光整加工中介质运动的分形特性分析[J];太原理工大学学报;2003年02期
3 李玲;滚磨光整加工技术及其工艺研究[J];林业机械与木工设备;2004年02期
4 郑学通;;滚磨光整加工实验研究与分析[J];机械研究与应用;2011年02期
5 杨胜强,王明珠,杨世春,汪鸣铮;曲轴类零件滚磨光整加工技术的开发与研究[J];中国机械工程;2001年03期
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7 王频,沈晓阳,刘迎春;离心滚筒光磨机的结构参数设计研究[J];机械科学与技术;2003年03期
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10 吕德隆;何为;;机械零件表面精整与光饰[J];热处理技术与装备;2007年06期
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3 李艳洁;刘翼晨;林剑辉;徐泳;;用三维离散元法模拟圆锥指数仪贯入沙土过程[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
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1 宋春花;基于三维离散元法的离心式滚磨光整加工理论分析和仿真模拟[D];太原理工大学;2010年
2 赵啦啦;振动筛分过程的三维离散元法模拟研究[D];中国矿业大学;2010年
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1 乔保磊;曲轴零件卧式滚磨光整加工理论分析及动态模拟[D];太原理工大学;2011年
2 刘晓丹;球颗粒三维离散元法仿真软件的改进研究[D];吉林大学;2010年
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4 郭敬山;组合玉米和组合超球颗粒模型的三维离散元法算法研究[D];吉林大学;2010年
5 李志勇;基于椭球颗粒模型的离散元法基本理论及算法研究[D];吉林大学;2008年
6 乌兰;三维离散元法计算仿真软件的研究[D];吉林大学;2007年
7 杨霄鹏;基于动态八叉树的三维离散元法邻居搜索方法研究[D];吉林大学;2007年
8 雷周;三维离散元法的研究及其在汽车玻璃冲击破坏问题中的应用[D];湖南大学;2007年
9 李百青;基于非完整图元的三维离散元法边界的计算方法研究[D];吉林大学;2008年
10 潘克峰;几种三维离散元法边界的算法研究和软件设计[D];吉林大学;2009年
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