基于ANSYS的平面磨削温度场的有限元仿真.pdf

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1、·信息技术·杨洪波，等·基于ANSYS的平面磨削温度场的有限元仿真基于ANSYS的平面磨削温度场的有限元仿真杨洪波，赵恒华，刘伟锐(辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：通过确定移动热源的加载方式，运用ANSYS软件的热分析模块对磨削温度场进行仿真分析，得到了不同载荷步的温度场分布以及不同深度的节点的温度变化曲线，验证了越靠近热源磨削温度越高以及工件下层材料温升显著低于工件表面。通过改变砂轮线速度、工件进给速度和磨削深度，得到了主要的磨削参数对磨削区温度场的影响状况，证明了钛合金磨削存在临界磨削速度。在临界磨削速度附近某一区间磨削温度出现回落，因

2、此适当的磨削速度、高的工件进给速度和小的磨削深度可以有效的减小磨削温度。关键词：平面磨削；温度场；仿真；热动热源；ANSYS软件中图分类号：TH122；TP391．9文献标志码：B文章编号：1671-5276(2014)o4—0111—04FiniteElementSimulationofGrindingTemperatureFieldinPlaneGrindingBasedonANSYSYANGHong—bo，ZHAOHeng—hua，LIUWei—rui(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversit

3、y，Fushun113001，China)Abstract：ThethermalanalysismoduleofANSYSsoftwareisusedforgrindingtemperaturefieldsimulationanalysisthroughthede-terminationofthemovingheatsourceloadingmethodtoobtainthetemperaturefielddistributionofdiferentloadstepsandthetern—peraturechangecurveofnodesindiferentdep

4、th，thetemperatureishigherwithbeingmoreclosetotheheatsourceandthetemper-atureriseofartifactsbelowmaterialsislowerthantheworkpiecesurface．Theinfluencecireleofthemaingrindingparametersonthegrindingzonetemperaturefieldisgolenbychangethewheelspeed，workpiecefeedspeedandgrindingdepth，titanium

5、alloygrind·ingexistingcriticalgrindingspeedisverified．Thegrindingtemperaturefallsinacertainintervalnearthecriticalgrindingspeed，SOtheappropriategrindingspeed，highfeedspeedandlowgrindingxepthcanefectivelyreducethegrindingtemperature．Keywords：planegrinding；temperaturefield；simulation；mov

6、ingthermalresuorce；ANSYSsoftware0引言磨削是一种得到广泛应用的精密加工方法。在磨削过程中会产生大量的磨削热，其中大部分(约60％一95％)磨削热将传人工件，这样磨削区形成了极高的温度，工件表层的金相组织会发生变化，从而导致产生工件尺寸及形状误差，降低工件的使用寿命和可靠性，严重时甚至会引起工件的表面热损伤和裂纹，并损害砂轮J。因此，磨削图1平面磨削的传热模型温度是影响磨削表面品质的最重要的参数指标之一。研究磨削温度和磨削区的温度分布状况对有效控制热损害，1)砂轮与工件接触区是许多磨粒随机切削的过程，深入探究磨削机理和被磨工件表面的完整

7、性具有非常重它是许多随机磨粒点热源集合而成的一个面热源。现假要的意义J。随着计算机模拟技术和有限元的发展，利设它是一个持续而均匀的恒定面热源，其单位时间单位面用计算机仿真技术可以模拟磨削过程、进行磨削基本参数积内发热量为g：的仿真，分析不同条件下的磨削区温度场的分布状况，可pF”q‘，．、)以直观的得出不同磨削参数对磨削温度场的影响。针对平面磨削中的均布热源模型，运用ANSYS软件的热分析式中，6是磨削宽度，z是接触弧长，F是切向磨削力，Ps是模块进行了温度场的仿真分析。砂轮线速度。2)磨削时产生的热量传人工件的百分比为R，传人1磨削温度场数学模型的建立(图1)