一种基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法。是通过三维轮廓仪提取成型砂轮表面地貌并进行随机磨粒信息（出露高度、位置等）统计。采用蒙特卡洛模拟方法进行磨粒随机分布重构与模拟，在数据分析软件中输入加工参数并输出每颗磨粒切厚信息。根据叶片榫齿型面信息构建基于型面差异的单颗磨粒切厚数学模型。通过三维建模软件对钛铝叶片榫齿毛坯进行模型重建，将生成的榫齿工件模型导入仿真软件中，并载入榫齿材料随温度变化的性能参数。结合单颗磨粒切厚信息与单颗切厚数学模型构建每颗磨粒作用于榫齿的热流密度。施加热载荷并通过循环程序实现热载荷的移动，最后进行温度场仿真结果求解与输出，从而实现对榫齿成型磨削温度场分布的准确预测。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术提供一种基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，是建立在成型磨削中磨粒与工件离散接触作用基础上，并基于离散点热源的成型磨削温度场仿真方法，属于有限元仿真。

技术介绍

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技术介绍
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1、钛铝金属间化合物凭借其高强度比、高刚度比以及优异高温强度在航空航天以及汽车发动机领域展现出广阔的应用前景，有望成为替代镍基高温合金的理想替代品。然而，室温延展性低，断裂伸长率小，断裂韧性低等问题使得磨削加工钛铝金属间化合物时易产生磨削烧伤、磨削裂纹等表面质量差问题。磨削温度作为磨削加工中重要的过程参量，是工件加工状态、刀具磨损等关键信息的直接反映。因此，加工过程中磨削温度的预测与控制对提升工件表面质量至关重要。然而，磨削依赖众多磨粒同时接触工件从而去除材料，其磨粒与工件接触信息复杂且未知，是典型的黑匣子系统，给磨削温度场预测提出巨大挑战。此外，作为涡轮盘与叶片连接部位，叶片榫齿通常具有复杂的型面结构，其磨削温度场更具不均匀性，进一步增加磨削温度预测难度。磨削温度测量方法主要包含红外热成像法和热电偶测温法。然而，红外热成像极易受到切削液供给以及装本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，其特征在于，首先，通过三维轮廓仪提取成型砂轮表面地貌并进行随机磨粒信息统计；随后，采用蒙特卡洛模拟方法进行磨粒随机分布重构与模拟，并在数据分析软件中输入加工参数并输出每颗磨粒切厚信息；其次，根据叶片榫齿型面信息构建基于型面差异的单颗磨粒切厚数学模型；然后，通过三维建模软件对钛铝叶片榫齿毛坯进行模型重建，将生成的榫齿工件模型导入仿真软件中，并载入叶片榫齿材料属性；结合单颗磨粒切厚信息与单颗切厚数学模型构建每颗磨粒作用于榫齿的热流密度，施加热载荷并通过循环程序实现热载荷的移动；最后进行温度场仿真求解并输出温度场结果。</p>

2.根据...

【技术特征摘要】

1.一种基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，其特征在于，首先，通过三维轮廓仪提取成型砂轮表面地貌并进行随机磨粒信息统计；随后，采用蒙特卡洛模拟方法进行磨粒随机分布重构与模拟，并在数据分析软件中输入加工参数并输出每颗磨粒切厚信息；其次，根据叶片榫齿型面信息构建基于型面差异的单颗磨粒切厚数学模型；然后，通过三维建模软件对钛铝叶片榫齿毛坯进行模型重建，将生成的榫齿工件模型导入仿真软件中，并载入叶片榫齿材料属性；结合单颗磨粒切厚信息与单颗切厚数学模型构建每颗磨粒作用于榫齿的热流密度，施加热载荷并通过循环程序实现热载荷的移动；最后进行温度场仿真求解并输出温度场结果。

2.根据权利要求1所述的基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，其特征在于，具体步骤如下：

3.根据权利要求1或者2所述的基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，其特征在于，所述的叶片榫齿材料属性是随温度变化的密度、比热容、导热率、弹性模量、泊松比和热膨胀系数。

4.根据权利要求2所述的基于磨粒随机分布的榫齿成型磨削温度场仿真方法，其特征在于，在步骤二中针对模型的单元类...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彪，陈涛，丁文锋，苏宏华，傅玉灿，徐九华，张全利，钱宁，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：