CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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砂带磨削接触压强模型分析与实验

王亚杰 黄云

王亚杰, 黄云. 砂带磨削接触压强模型分析与实验[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2021, 41(5): 65-69. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0011
引用本文: 王亚杰, 黄云. 砂带磨削接触压强模型分析与实验[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2021, 41(5): 65-69. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0011
WANG Yajie, HUANG Yun. Model analysis and experiment of contact pressure in belt grinding[J]. Diamond &Abrasives Engineering, 2021, 41(5): 65-69. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0011
Citation: WANG Yajie, HUANG Yun. Model analysis and experiment of contact pressure in belt grinding[J]. Diamond &Abrasives Engineering, 2021, 41(5): 65-69. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0011

砂带磨削接触压强模型分析与实验

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.5.0011
基金项目: 

河南省科技计划(172102210514)。

详细信息
    作者简介:

    王亚杰,男,1983年生,博士研究生。主要研究方向:精准砂带磨削。E-mail: wangyajieduck@163.com

  • 中图分类号: TG74;TG58

Model analysis and experiment of contact pressure in belt grinding

  • 摘要: 为验证赫兹接触模型在砂带磨削中应用的准确性,利用ABAQUS软件建立砂带磨削接触有限元模型,分析厚度比、橡胶硬度、接触压力和工件的曲率半径等因素对接触压强和接触参数的影响,以橡胶接触轮与平面和曲面工件的接触实验验证模型的合理性。分析和实验结果表明:忽略影响较小的因素,砂带磨削接触状态基本符合赫兹接触理论。当圆柱接触轮与曲面工件接触时,接触应力分布呈半椭球型,有限元分析与实验结果验证其准确性;当厚度比为20%,橡胶的肖氏硬度为70 HS时,橡胶接触轮的力学性能与赫兹接触理论误差最小。

     

  • 图  1  接触轮与工件接触受力示意图

    Figure  1.  Contact force diagram between contact wheel and workpiece

    图  2  半椭圆球面压强分布

    Figure  2.  Pressure distribution of semi elliptic sphere

    图  3  砂带磨削有限元接触模型

    Figure  3.  Finite element contact model of belt grinding

    图  4  橡胶接触轮有限元模型应力云图

    Figure  4.  Stress cloud diagram of rubber contact wheel

    图  5  厚度比对接触压强分布规律的影响

    Figure  5.  Influence of thickness ratio on contact pressure distribution

    图  6  不同橡胶硬度对接触参数的影响

    Figure  6.  Effect of different rubber hardness on contact parameters

    图  7  接触压力对接触参数的影响

    Figure  7.  Effect of contact pressures on contactparameters

    图  8  不同工件曲率半径对接触参数的影响

    Figure  8.  Effect of workpiece radius on contact parameters

    图  9  磨削平面试件示意图

    Figure  9.  Schematic diagram of grinding plane specimen

    图  10  接触测试的平面试件

    Figure  10.  Plane specimen for contact test

    图  11  接触宽度与接触压力的关系

    Figure  11.  Relationship between contact width and contact pressure

    图  12  磨削圆柱试件示意图

    Figure  12.  Schematic diagram of grinding cylindrical specimen

    图  13  接触后的圆柱试件表面

    Figure  13.  Surface of cylindrical specimen after contact test

    图  14  椭圆接触斑尺寸随接触压力的变化

    Figure  14.  Variation of elliptical contact spot sizes with contact pressures

    表  1  橡胶材料仿真参数

    Table  1.   Simulation parameters of rubber material

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出版历程
  • 修回日期:  2021-08-16

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