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第28卷 第11期2006年11月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.28 No.11 Nov.2006MA T LAB 与VB 接口编程实现磨削温度场的仿真汪心立,张建华,任升峰,段彩云,董春杰(山东大学机械工程学院,济南250061)摘 要: 将MA TLAB 的强大数学运算功能和图形绘制功能与VB 在用户界面开发方面的优势结合起来,通过混合编程实现了磨削温度场的仿真研究。
在仿真系统的前端界面输入计算温度场的命令语句或者是直接输入磨削用量后经过调用MA TLAB 软件计算可以得到相应条件下的温度场模型,同时该仿真系统除了应用温度场仿真外还可扩充到其他物理量如磨削力,表面粗糙度等的仿真研究。
关键词: 磨削; 温度场; MA TLAB ; VB ; 计算机仿真中图分类号: TP 391.9文献标志码: A 文章编号:167124431(2006)1120111203Simulation of G rinding T emperature Field B ased on the Applicationof MAT LAB and VBW A N G Xi n 2li ,ZHA N G Jian 2hua ,R EN S heng 2f eng ,DUA N Cai 2yun ,DON G Chun 2jie(School of Mechanical Engineering ,Shandong University ,Jinan 250061,China )Abstract : This paper introduced the research of simulation in grinding temperature field based on the hybrid programming between MA TLAB and VB.The simulation integrates their advantages ,which were powerful mathematic calculation capacity and graphic capacity of MA TLAB ,and VB ’s friendly visual interface.When inputting programmed command of temperature pattern or grinding parameters directly ,the temperature distribution could be gained through calculating by MA TLAB ,and be 2sides ,it could also be applied to other physical quantity simulation ,for example grinding force ,surface roughness and so on.K ey w ords : grinding ; temperature fields ; MA TLAB ; VB ; computer simulation 收稿日期:2006205220.基金项目:国家自然科学基金(50275087).作者简介:汪心立(19802),男,硕士.E 2mail :wangxinli @在磨削温度场的仿真研究中,应用数学模型和计算机仿真技术能够得出比较准确的温度分布图,可以分析磨削用量对温度场的影响,进而发现磨削温度场的变化规律,通过优化磨削用量,使温度场的温度变化趋向于合理[1],最终能够达到在磨削过程中减少磨削烧伤发生的效果。
磨削强化过程的温度场计算机动态仿真与实验验证魏春明【摘要】对磨削强化技术进行了计算机仿真与实验分析,并将结果进行对比验证,温度场的有限元计算表明仿真结果与实验结果基本相符,提示磨削强化过程的计算机仿真可以基本代替成本高昂的实际磨削强化试验,不仅大大节省了研究成本,而且有望对磨削强化结果进行预测.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】3页(P53-55)【关键词】磨削强化;温度场计算机动态仿真;实验【作者】魏春明【作者单位】哈尔滨市第九十中学校计算机组,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文磨削强化技术是近期兴起的一项新技术，其原理是利用磨削过程中产生的热量使工件表层快速升温发生奥氏体化，并依靠砂轮磨粒或结合剂的滑擦、耕犁与切削等机械作用使奥氏体晶粒产生形变，最后通过基体的高热导率使工件表面快速冷却而实现马氏体相变，最终实现了表面淬火效果[1-2]。
可见，磨削强化技术是一种集磨削加工与表面淬火于一体的新技术，不仅提高了材料性能，还降低了加工成本，具有良好的经济和社会效益[3]。
目前磨削强化技术的应用尚未成熟，其研究也仅仅局限于实际加工的效果试验，理论研究较少，因此磨削强化的试验研究成本较高，而且具有很高的盲目性。
现针对这一缺点，提出并进行了磨削强化过程的计算机动态仿真，从而为试验过程中温度场的研究、强化效果的预测、各项加工参数的合理选择，以及强化过程的理论研究等内容提供了基础。
磨削强化过程中，砂轮与工件表面间的接触面即为热源。
由于砂轮与工件之间存在进给运动，因此该热源可视为沿着工件表面匀速移动；为了使工件表面产生良好的强化效果，该温度场还应当使工件与其接触时，表面迅速升温至Ac3以上并奥氏体化，并在其离开时迅速冷却，以产生足够的马氏体。
因此应当将移动热源和瞬态温度场结合，进行强化过程中工件表面的热分析。
根据传热学理论，三维瞬态温度场中的固体导热微分方程为[4-5]：式中 T——物体的瞬态温度（℃）；t——过程进行的时间（s）；λ——材料的导热系数；qm——热流密度；ρ——材料密度；cp——材料的定压比热（J/kg·℃）。
文章标题：深入探讨matlab的平磨工件表面三维模型仿真方法一、引言在制造业中，表面质量对工件的性能和外观至关重要。
平磨是一种常见的表面加工方法，对工件表面质量的影响非常大。
为了更好地理解和控制平磨工件表面的三维模型，使用matlab进行仿真已成为一种有效的方法。
本文将深入探讨matlab的平磨工件表面三维模型仿真方法。
二、matlab在平磨工件表面三维模型仿真中的应用1. 数据采集与处理在进行平磨工件表面三维模型仿真时，首先需要对工件表面进行数据采集。
这涉及到使用各种传感器来获取工件表面的高度数据。
matlab提供了丰富的数据处理工具，可以对采集到的数据进行滤波、插值等预处理，以准备好用于仿真的数据。
2. 三维模型建立基于采集到的工件表面高度数据，利用matlab可以方便地建立工件的三维模型。
通过对数据进行表面重建算法的运用，可以得到工件表面的三维模型，并进行可视化展示。
3. 条件设置与仿真在建立工件的三维模型后，可以在matlab中设定不同的加工条件，如磨削速度、磨削压力等，对工件表面进行仿真。
matlab提供了多种仿真方法，如有限元法、离散元法等，可以有效地模拟平磨过程对工件表面的影响。
4. 结果分析与优化通过matlab进行仿真后，可以对仿真结果进行分析，并根据需要进行优化。
可以通过对仿真结果进行曲面拟合，找出工件表面的几何特征，对表面质量进行评价，并提出相应的优化建议。
三、个人观点和理解matlab作为一款强大的科学计算软件，在平磨工件表面三维模型仿真中具有广泛的应用前景。
通过matlab的仿真方法，不仅可以更好地理解平磨工件表面的变化规律，还能为工程实践提供科学依据。
对我来说，深入学习和掌握matlab在平磨工件表面三维模型仿真中的方法，将有助于我在相关领域的研究和实践中取得更优异的成果。
四、总结与回顾通过本文的讨论，我们对matlab在平磨工件表面三维模型仿真中的方法有了更深入的了解。
磨边机的磨削过程的数学模型的研究磨边机在工业生产中扮演着重要的角色，其能够对金属、陶瓷等材料进行磨削加工，使其表面光滑度达到一定的要求。
然而，磨边机的磨削过程受到多种因素的影响，如磨轮的质量、磨削参数等。
为了更好地控制磨边机的磨削过程，需要建立相应的数学模型，以便进行磨削参数的优化和生产效率的提高。
本文将从磨边机的磨削过程入手，探究磨削过程的数学模型及其研究方法。
一、磨削过程的数学模型磨削过程是一个复杂的非线性过程，其受到多种因素的影响，如磨轮的质量、磨削参数等。
因此，建立磨削过程的数学模型需要考虑多种因素的综合作用。
1. 磨削力的数学模型磨削力是磨削过程中最基本的物理量之一，其大小和方向对磨削质量具有重要影响。
磨削力主要分为切向力和法向力两种，其数学模型可以表示为：$$F_t = k_1 cdot f cdot v cdot cos(alpha - beta)$$$$F_n = k_2 cdot f cdot v cdot sin(alpha - beta)$$ 其中，$F_t$、$F_n$分别表示切向力和法向力，$k_1$、$k_2$为常数，$f$为磨削深度，$v$为磨削速度，$alpha$为磨轮的前角，$beta$为工件的前角。
2. 磨削表面粗糙度的数学模型磨削表面粗糙度是衡量磨削质量的重要指标之一，其数学模型可以表示为：$$R_a = frac{1}{2pi} int_0^{2pi} h(x) cdot cos(x) dx$$ 其中，$R_a$为磨削表面粗糙度，$h(x)$为表面高度函数。
3. 磨削温度的数学模型磨削过程中会产生大量的热量，磨削温度对磨削质量具有重要影响。
磨削温度的数学模型可以表示为：$$T = T_0 + k_3 cdot f cdot v cdot ln(frac{t}{t_0})$$ 其中，$T$为磨削温度，$T_0$为初始温度，$k_3$为常数，$t$为磨削时间，$t_0$为初始时间。
磨削加工运动学及有限元建模与仿真韩振鲁 李长河（青岛理工大学 山东青岛 266033）摘 要 介绍了建立磨削加工运动学模型的基本方法，讨论了对砂轮表面形貌的模拟，多种运动几何模型的比较以及应用运动学经验模型解析公式。
详细介绍了有限元分析的基础，在磨削加工中利用有限元分析的理论，所开发的有限元仿真自主软件，能够自动产生完全的模拟仿真过程。
研究表明，建模仿真对于研究磨削过程是非常适合的方法。
有限元仿真方法可以让使用者对于加工过程有更好的理解，并可以帮助分析复杂的试验结果。
经过计算机程序中的误差处理后，加工工件就能达到较高的精度，同时降低了制造成本。
关键词运动学模型 表面形貌 模拟仿真 有限元分析1 运动学模型自从建立第一个磨削过程的运动模型，迄今已有45年了。
尽管从那时到现在所有的方法都用来开发建模，包含对砂轮、工件和磨削运动学的描述，但是各种模型间仍具有显著的差异。
20世纪60年代和20世纪70年代早期的磨削运动学模型奠定了二维磨削理论的基础，在1980年后，当计算机运算速度大大提高后，人们建立了更加复杂的模型，这些方法中最典型的是对磨削过程采用三维立体的观点，主要是基于工件表面和砂轮表面的在几何学上的互相渗透的经验运动模型。
该模型中，磨削过程的输出参数可以通过解析和经验公式计算出来。
1.1 砂轮表面形貌的模拟在讨论磨削加工的所有模型中，对砂轮表面形貌的模拟是必不可少的一部分。
现在有两种方法来对砂轮表面形貌进行定量描述：一是直接对砂轮表面进行扫描，二是运用统计学的方法对砂轮表面进行分析来合成砂轮表面形貌。
Inasaki在他的磨削过程模拟中，提出了一个直接得到砂轮表面形貌的方法。
他得到了绕砂轮一周的表面形貌数据，并将这些数据储存在微机以供日后模拟使用。
通过已扫描的表面来分析砂轮的特性进而导出砂轮的表面形貌的一般数据信息。
利用这些统计的砂轮表面形貌数据，例如磨粒大小的平均值和分布、磨粒分布的方向以及磨粒突出表面的高度等等，综合这些参数就有可能得到比较合理的砂轮表面形貌数据。
东北大学硕士学位论文目录目录独创性声明…………………………………………………………………Ｉ摘要……………………………………………………………………．．ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔ………………………………………………………………………………………………………………．．ＩＩＩ第１章绪论……………………………………………………………．．１１．１课题研究的背景和意义…………………………………………………………………．．１１．２国内外研究现状及发展动态……………………………………………………………．．２１．３虚拟设计技术简介…………………………………………………………………………４１．４课题研究的思路及主要内容……………………………………………………………．．５第２章摩擦磨损试验机的总体设计……………………………………７２．１试验机的功能及技术参数………………………………………………………………．．７２．２试验机的设计依据………………………………………………………………………．．７２．３试验机的系统组成…………………………………………………………………………９２．３．１动力传动系统……………………………………………………………………．１０２．３．２加载系统…………………………………………………………………………．．１１２．３．３感应加热系统……………………………………………………………………．１１２．３．４润滑系统…………………………………………………………………………．１２２．４试验机的机械系统建模…………………………………………………………………１２２．４．１零部件三维实体模型的建立……………………………………………………．１２２．４．２机械系统虚拟装配模型的建立…………………………………………………．１３１２．４．３机械系统装配模型干涉检验……………………………………………………．１５．２．５本章小结…………………………………………………………………………………１６第３章试验机关键零部件的有限元分析………………………………１７３．１轴承座和传动轴的结构静力分析………………………………………………………１７３．１．１轴承座的静力分析………………………………………………………………．１７３．１．２传动轴的静力分析………………………………………………………………．２０ｆ东北大学硕士学位论文目录５．３有限元分析模型的建立…………………………………………………………………６２５．３．１感应加热一维模型的建立………………………………………………………．６２５．３．２边晃条件、分析单元与网格划分………………………………………………．６３５．３．３电磁场与温度场相互耦合的实现………………………………………………．６５５．４感应加热实际工况模拟与分析…………………………………………………………６６５．４．１工况模拟工艺参数与材料特性参数……………………………………………．６６５。
木粉磨制机械的计算机辅助设计与仿真在现代工业中，机械设计和仿真已经成为重要的工具，可以有效提高产品的质量和效率。
木粉磨制机械作为一种常见的工业设备，在木材加工和纸浆制造过程中具有重要作用。
计算机辅助设计与仿真技术可以帮助工程师更好地进行木粉磨制机械的设计和优化，在提高生产效率和质量的同时减少成本。
计算机辅助设计（CAD）是一种利用计算机技术来辅助设计、绘制和分析产品的过程。
在木粉磨制机械的设计中，CAD软件可以帮助工程师快速而准确地绘制出各个零部件的三维模型，并进行必要的装配。
通过CAD软件，工程师可以对设计进行实时修改和优化，省去了传统手绘图纸的繁琐和易出错的过程。
此外，CAD软件还提供了强大的分析工具，可以帮助工程师进行各种力学、热学和流体力学等仿真分析。
在木粉磨制机械设计中，可以通过这些分析工具对零部件的强度、刚度、动力学响应以及冷却、润滑等工艺参数进行评估。
通过CAD软件提供的仿真功能，工程师可以更好地理解机械零部件的工作原理，及时发现潜在的设计问题并进行调整。
另一方面，仿真软件是进行计算机辅助设计的重要工具之一。
通过仿真软件，可以对木粉磨制机械的工作过程进行虚拟模拟，从而更好地了解机械的工艺流程和性能特点。
仿真软件通常可以对物理量、流体流动、能量传递等进行模拟和计算，并提供详细的分析结果。
在进行计算机辅助设计和仿真之前，工程师需要对木粉磨制机械的功能、工艺参数和性能需求等进行全面的了解和分析。
这其中包括对原材料的特性和处理方式的研究、对工艺过程的优化以及对产品质量的控制等。
在了解了这些基本信息之后，工程师可以选择合适的CAD软件和仿真工具，并进行相关的参数设置和模型构建。
在进行CAD设计时，工程师需要根据机械零部件的功能和工作原理，进行适当的参数选择和设计。
例如，对于木粉磨制机械，工程师需要考虑到磨削效率、磨削精度、能耗等因素。
通过CAD软件，工程师可以根据这些要求进行零部件的设计和优化，从而实现更好的性能和效果。
普通削及外圆磨削虚拟仿真实验报告一、引言普通削及外圆磨削是机械加工领域中常用的工艺方法之一。
为了更好地理解和掌握这一工艺的特点和优化方法，我们进行了虚拟仿真实验。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和结论。
二、实验目的本次实验的目的是通过虚拟仿真，模拟普通削及外圆磨削的过程，探索不同参数对加工质量的影响，并找到最佳的加工参数组合。
三、实验方法我们使用了虚拟仿真软件进行实验。
首先，我们建立了普通削及外圆磨削的物理模型，并设置了不同的切削速度、进给速度、切削深度等参数。
然后，通过运行虚拟仿真软件，获得了加工过程中的各种数据，如切削力、表面粗糙度等。
最后，我们对实验数据进行分析和比较，找出最佳的加工参数组合。
四、实验结果经过分析和比较，我们得出了以下实验结果：1. 切削速度对加工质量的影响较大。
当切削速度较低时，加工精度较高，但加工效率较低；当切削速度较高时，加工效率较高，但加工精度较低。
2. 进给速度对加工质量的影响较小。
增大进给速度可以提高加工效率，但对加工精度的影响较小。
3. 切削深度对加工质量的影响也较小。
增大切削深度可以提高加工效率，但对加工精度的影响较小。
五、实验结论通过本次虚拟仿真实验，我们得出了以下结论：1. 在进行普通削及外圆磨削时，切削速度是一个重要的参数，需要根据具体情况进行选择，以平衡加工精度和效率的要求。
2. 进给速度和切削深度对加工质量的影响较小，可以根据生产需求进行调整。
六、实验意义本次虚拟仿真实验为我们深入理解普通削及外圆磨削的工艺特点提供了有力的支持。
通过探索不同参数对加工质量的影响，我们可以更好地优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
七、展望虚拟仿真技术在机械加工领域中的应用前景广阔。
进一步的研究可以探索更多的加工参数和优化方法，提高加工效率和精度，为工业生产带来更大的益处。
八、总结本次虚拟仿真实验详细介绍了普通削及外圆磨削的过程和结果。
通过分析实验数据，我们得出了切削速度、进给速度和切削深度对加工质量的影响，并提出了相应的结论和展望。
