計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在磨削溫度場(chǎng)中的應(yīng)用
磨削溫度場(chǎng)的場(chǎng)函數(shù)溫度既是空間域W的函數(shù),又是時(shí)間域t的函數(shù)。在仿真模型中,采用循環(huán)迭代的方法,把熱載荷的加載過程離散為有限個(gè)極短的過程(在單個(gè)過程中認(rèn)為時(shí)間域和空間域是耦合的)。以干磨為例,在極短的時(shí)間內(nèi)在某一磨削區(qū)加載一固定熱流,在下一時(shí)間段內(nèi)移至另一區(qū)域加載固定熱源,并把上一次所得的計(jì)算結(jié)果作為本次分析的初始條件,在這一極短的時(shí)間內(nèi),認(rèn)為場(chǎng)函數(shù)溫度與時(shí)間和空間有關(guān),但兩者并不耦合,這樣就可采用部分離散的方法得出如下所示磨削溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型:本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202662.htm
式中:r――材料密度
c――材料比熱
t――時(shí)間
kx,ky,kz――材料沿x,y,z 方向的熱傳導(dǎo)系數(shù)
q――G1邊界上的給定溫度,q=q(G,t)
q――G2邊界上的給定熱流量,q=q(G,t)
a――對(duì)流換熱系數(shù)qa――在自然對(duì)流條件下,為外界環(huán)境溫度;在強(qiáng)迫對(duì)流條件下,為邊界層的絕熱壁溫度。qa=qa(l,t)
上式將時(shí)間域和空間域的偏微分方程問題在空間域內(nèi)離散為n個(gè)節(jié)點(diǎn)為溫度q(t)的常微分方程的初值問題。求解這n個(gè)線性常微分方程,得到節(jié)點(diǎn)溫度列陣,即可得出整個(gè)工件的溫度分布。該公式適用于干磨和濕磨兩種情況。
3 磨削溫度場(chǎng)的仿真過程及結(jié)果
以平面磨削溫度場(chǎng)為例,建立磨削溫度場(chǎng)的仿真模型。如圖1 所示,假設(shè)磨削接觸弧區(qū)為ABB'A',面熱源長(zhǎng)度l≈(dsap)½且平行于工件運(yùn)動(dòng)方向。
圖
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輸入各項(xiàng)磨削加工參數(shù),并通過仿真模型的運(yùn)算最后得出磨削溫度場(chǎng)的三維等溫圖。通過改變各項(xiàng)參數(shù)的大小來比較輸出溫度場(chǎng)的變化,可以清楚地了解到參數(shù)變化對(duì)溫度場(chǎng)的影響。
評(píng)論