瞬态磨削温度场的时间归一化-论文.pdf

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1、第50卷第11期机械工程学报Vl01．50NO．I12014年6月J0URNAL0FMECHANICALENGINEERINGJun．2014DoI：1O．3901／JME．2014．11．198瞬态磨削温度场的时间归一化水方从富黄辉徐西鹏(华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心厦门361021)摘要：在分析磨削温度场归一化意义的基础上，针对用以往时间量纲一参数归一化断续磨削瞬态温度场时存在峰谷值温度分布“错乱”问题，指出用它进行归一化会破坏原有物理量之间内在关系的完整性和齐次性。基于量纲仃

2、定理的归一化分析方法，提出一种新的时间量纲～参数。采用该量纲一参数进行瞬态磨削温度场归一化时，能够有效地保证温度场中原有物理量之间的内在关系。将该时间量纲一参数与以往时间量纲一参数进行理论计算和试验对比验证，结果表明提出的新时间量纲一参数是合理的，并适用于归一化连续磨削瞬态温度场。关键词：磨削；温度；时间；仃定理；量纲一参数中图分类号：TG580NormalizationofTimeforTransientGrindingTemperatureFieldFANGCongfuHUANGHuiXUX

3、ipeng(MOEEngineeringResearchCenterforBrittleMaterialsMachining，HuaqiaoUniversity,Xiamen361021)Abstract：Thesignificanceofnormalizingtemperaturefieldingrindingissuccinctlyanalyzed．Theintegrityandhomogeneityoftheinherentphysicalquantitieswasdestroyedacc

4、ordingtothetimedimensionlessparametersadvancedbypreviousscholars，whichcanleadtodisordereddistributionsofthepeakandvalleytemperaturesincalculationthoughusingthoseparametersinnormalization．Anewkindoftimedimensionlessparametersisproposedbyusingthenormal

5、izingmethodbasedonthedimensionaltheorem．whichCanbeusedtonormalizethetransienttemperaturefieldandefectivelyguaranteetheinnerrelationshipbetweentheoriginalquantitiesingrinding．Accordingtotheresultsofcalculationandexperimentalverificationwiththeprevious

6、andpresenttimedimensionlessparameters，itisshownthatthenewdimensionlessparametersbroughtforwardarereasonable，anditisalsoapplicableforthetransienttemperaturefieldincontinuousgrinding．．Keywords：grinding；temperature；time；Htheorem；dimensionlessparameters在

7、磨削过程结束时还未达到(似)稳态。此时，非常0前言希望得到温度随时间的变化关系，以消除时间对温度结果的影响。近年来，随着计算机软硬件技术的磨削温度是指由磨削热引起的工件温升的总飞速发展，这为研究瞬态磨削温度提供了有力保障，称，它直接影响着工件己加工表面的加工质量。根人们也越来越关注瞬态磨削温度对加工性能的影响，据磨削温度与时间的关系，可划分为瞬态(非稳态)尤其是在高速高效磨削方面。温度场和稳态温度场，这与磨削温度是否达到热平针对磨削温度，学者们从热源解析的角度先后衡直接相关。在早期的金属平面磨削

8、中，由于磨削建立了各种温度场模型，进行揭示和优化磨削过程。深度很小，温度达到稳态所需的时间极短(一般为毫在解析温度场时，一般都需要将建立的温度模型进秒级)，以及考虑到当时计算软硬件的限制和简化计行归一化。将温度模型进行归一化的主要目的是消算的目的，研究时忽略了时间影响。因此，早期基除量纲影响、验证模型正确性、简化温度计算、寻于热源法解析的磨削温度模型为(似)稳态磨削温度求特征参数以及便于温度分析等【JJ。如，Jaeger热模型，如Jaeger热源模型等。然而，当磨削深度增源模型中将进给速度v和工