论文部分内容阅读
金刚石圆锯片是目前各类金刚石制品中用量最大的一类产品，被广泛的应用于石材加工、建筑等行业。但是金刚石锯片在工作时由于高速旋转以及摩擦会产生巨大的噪音；严重危害周围人的身心健康。研究圆锯片噪声产生机理，探讨减振片的设计方法，减小噪声；成为世界各国研究的重要课题。本研究旨在阐明阻尼接头圆锯片的制备过程和减振机理，以实现低噪声锯片的设计。为此本文运用有限单元法、赫兹接触理论以及分形理论研究首先分析了单个阻尼接头摩擦耗能特性。针对整张阻尼接头圆锯片的结构特点，将阻尼接头片和普通片进行对比分析，依次对两种圆锯片的固有振动特性、阻尼特性以及在载荷作用下的动力学响应特性进行分析。论文的主要研究内容及相关结论如下: 1）通过在两张圆锯片之间设计数个半球状阻尼接头，利用这种特殊阻尼结构进行减振降噪。本文对多个阻尼接头在整张圆锯片上的布局和结构外形进行设计；确定其径向和轴向间距；同时还对阻尼接头的制备和工艺流程进行了设计，为后续加工制造做准备。 2）利用赫兹接触理论对单个阻尼接头与锯片基体的接触进行了数学分析，结合弹性力学等相关知识得出了最大接触应力计算公式，运用Matlab对公式进行编程并绘制出该方程的曲线图，从曲线图中可以看出随着接触半径的增大，接触中心点处压应力也越大；再利用ABAQUS分析得出了有限元接触应力曲线图；并与数值分析曲线图对比分析，经对比发现由有限元分析方法算出来的数值结果与赫兹接触算法得出来的理论值；两者很接近，其计算结果最大值的相比较误差在6.8％范围内。可以认为误差在接受的范围之内，从而保证了有限元计算结果的准确性。 3）运用分析理论结合经典赫兹理论和弹塑性理论得出了法向阻尼因子的计算公式。通过ABAQUS/Explicit对阻尼接头进行显式动力学分析，得出了6种能量曲线图，通过对能量曲线比较分析，摩擦耗能占该系统总动能的18%，塑性应变能与摩擦损耗总能量之和占系统总能量的44%。通过以上分析最终得出，阻尼接头能够达到耗能的目的，并且可以起到减振作用。 4）对转轴与圆锯片的装配体固有频率进行分析，发现阻尼接头圆锯片的固有频率明显比普通片相应阶次的固有频率小；对圆锯片施加一个旋转速度场并在同一点施加三个方向的激振力进行动力学分析，比较两种圆锯片的位移和能量变化情况；发现阻尼接头圆锯片的振动位移明显小于普通圆锯片的振动位移；同时其振动能量衰减速度也比普通圆锯片快。综合说明了该阻尼接头圆锯片减振效果要比普通圆锯片好。