数控机床主轴系统多物理场耦合热态特性分析研究

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 机床热态特性的研究历史

1．2．2 国内外数控机尿热特性分析研究现状

1．2．3 国内外数控机乐热特性试验方法研究现状

1．3 论文主要研究内容

1．3．1 当前研究存在的不足及需要解决的关键问题

1．3．2 关键问题解决方案及论文总体框架

2 数控机床多物理场耦合热模型研究

2．1 引言

2．2 机床流体—温度场的耦合模型

2．2．1 机床温度场的微分方程

2．2．2 机床温度场的边界条件

2．2．3 机床温度场的热载荷

2．2．4 机床温度场的传热系数

2．3 机床温度—结构场的耦合模型

2．4 本章小结

3 数控机床主轴系统多物理场耦合热特性有限元模型分析

3．1 引言

3．2 主轴系统多物理场耦合模型有限元分析

3．2．1 有限元模型的建立

3．2．2 热载计算

3．2．3 传热系数计算

3．2．4 主轴箱与空气复合传热系数

3．3 精密数控磨床主轴系统热特性有限元实例分析

3．3．1 分析模型

3．3．2 稳态分析结果

3．3．3 瞬态分析结果

3．4 精密卧式加工中心主轴系统热特性有限元实例分析与优化

3．4．1 分析模型

3．4．2 主轴系统稳态温度—结构场耦合分析

3．4．3 主轴系统瞬态分析

3．5 本章小结

4 数控机床主轴系统热模型参数多目标修正方法研究

4．1 引言

4．2 响应面模型的建立

4．3 混合响应面模型的MOGA有限元热模型修正

4．4 主轴系统有限元热模型修正实例

4．4．1 热平衡试验与仿真结果

4．4．2 设计变量与目标函数

4．4．3 响应面模型的试验设计方法

4．4．4 修正结果

4．5 本章小结

5 数控机床主轴系统热态特性快速计算方法

5．1 引言

5．2 有限大圆柱面热源的温度场

5．2．1 有限长直线热源瞬时发热情况下的温度场

5．2．2 有限大圆柱面热源瞬时发热情况下的温度场

5．2．3 有限大圆柱面热源持续发热情况下的温度场

5．3 非绝热边界圆柱面热源情况下的温度场计算

5．4 主轴系统温度场的边界条件处理

5．5 有限元仿真验证

5．6 多主轴系统实例与试验结果

5．7 本章小结

6 数控机床主轴系统热特性实验研究

6．1 引言

6．2 机床热平衡试验

6．2．1 热平衡时间获取

6．2．2 热敏感点选取

6．3 热平衡试验案例分析

6．3．1 试验对象

6．3．2 检测仪器

6．3．3 实验平台搭建

6．4 试验结果及分析

6．4．1 磨床空运转热平衡试验

6．4．2 多主轴系统误差在线补偿加工试验

6．5 本章小结

7 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表学术论文和参加科研情况